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解讀電源模塊簡化低EMI設計方案

時間:2018-12-06 08:48:58來源:網絡 作者:admin 點擊:次
本文將介紹開關電源中EMI的以及降低EMI的方法或技術。本文還將向您展示電源模塊（控制器、高側和低側FET及電感器封裝為一體）如何幫助降低EMI。


　　LMR23630轉換器的性能
　　圖11.具有不同輸入電容布局的LMR23630轉換器的EMI輻射。
　　圖11顯示了不同設計布局的四種不同EMI頻譜。設計布局從優至劣排列（類似于圖5，只是把各步驟分開）。第一次測量（良好布局/藍線）時，未對EVM的布局做出更改（良好布局中所有的輸入電容器都非常靠近輸入引腳）。第二次測量（小電容器靠近/紅線）時，兩個4.7μF電容器均放置在距輸入引腳2.5厘米處。0.22μF的小電容器非常靠近輸入引腳。在第三（小電容器遠離/綠線）和第四（無小電容器/紫線）次測量時，小電容器分別距輸入引腳2.5厘米，然后完全移除。
　　您可以在圖11中看到輸入電容器的放置非常關鍵。將小輸入電容器遠離輸入引腳放置或將其完全移除會違背CISPR 22 A3M級標準。將小電容器靠近輸入引腳放置可以最大限度地減少高頻環路面積。小電容器可濾除高頻噪聲，而較大電容的電容器可濾除低頻噪聲。
　　電源模塊的封裝中通常包含一個小輸入電容器。讓我們看看布局不良時電源模塊的性能。
　　LMZM33603電源模塊的性能
　　圖12顯示了電源模塊的EVM布局，同樣從優至劣排列。藍線表示未更改EVM的EMI輻射。紅線和綠線表示不良布局，其中一條線有兩個4.7μF輸入電容器，位于PCB底部下方（紅線）。綠線的電容器距輸入引腳約3.5厘米（圖13中以紅色橢圓形突出顯示）。圖13中的紅色粗線還顯示了更改后的EVM，以及VIN、輸入電容器和接地之間形成的關鍵環路區域。EMI特性變差，但并不違背CISPR 22 A3M級標準。


　　圖12.TI LMZM33603電源模塊的EMI輻射特性

圖13.TI LMZM33603電源模塊的不良布局示例。


　　電源模塊可以補救布局設計錯誤
　　圖14在單個圖表中對LMR23630轉換器（紅線）和LMZM33603電源模塊（藍線）做出了對比。兩者均有類似的不良布局，所有外部輸入電容器都遠離輸入引腳。
　　顯然，LMZM33603電源模塊的EMI輻射特性要優于LMR23630轉換器。盡管兩種布局均不完美，但電源模塊會通過CISPR測試，而轉換器無法通過測試。


　　圖14.比較TI LMR23630轉換器和LMZM33603電源模塊的EMI特性。


　　結論
　　正如前文所說，為開關電源創建良好的布局設計具有挑戰性。即使是經驗豐富的工程師也容易犯錯，例如輸入電容器的放置位置不當。
　　電源模塊更有利于減少設計布局錯誤。在滿足EMI特性方面，它們是開關電源的理想選擇，并且對高效利用設計時間至關重要。

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