應(yīng)對(duì)開關(guān)穩(wěn)壓器的噪聲輻射問題

在汽車環(huán)境中，開關(guān)穩(wěn)壓器通常用于取代注重散熱和效率的區(qū)域的線性穩(wěn)壓器。此外，開關(guān)穩(wěn)壓器通常是輸入電源總線的第一個(gè)有源部件，因此對(duì)于整個(gè)轉(zhuǎn)換器電路EMI性能有顯著影響。

EMI輻射有兩種類型：傳導(dǎo)型和輻射型。EMI這取決于連接到產(chǎn)品的導(dǎo)線和電路布線。由于噪聲僅限于方案設(shè)計(jì)中的特定終端或連接器，通過上述良好的布局或?yàn)V波器設(shè)計(jì)，通?？梢源_保在開發(fā)過程的早期階段符合傳導(dǎo)類型EMI要求。

但是，輻射型EMI但另當(dāng)別論了。電路板上攜帶電流的所有部件都輻射一個(gè)電磁場(chǎng)。電路板上的每條布線都是天線，每個(gè)銅平面都是諧振器。除了純弦波或DC電壓，任何信號(hào)都會(huì)產(chǎn)生覆蓋整個(gè)信號(hào)頻譜的噪音。即使經(jīng)過仔細(xì)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)師也永遠(yuǎn)不會(huì)真正知道輻射型，直到系統(tǒng)被測(cè)試。EMI會(huì)有多嚴(yán)重。而且在設(shè)計(jì)基本完成之前，不可能正式輻射。EMI測(cè)試。

濾波器可以在一定頻率或整個(gè)頻率范圍內(nèi)衰減強(qiáng)度EMI。部分能量通過空間(輻射)傳播，因此可以增加金屬屏蔽和磁屏蔽來衰減。PCB增加鐵氧體磁珠和其他濾波器可以控制線上(傳導(dǎo))的部分。EMI不可能完全消除，但可以衰減到其他通信和數(shù)字組件可接受的水平。此外，幾家監(jiān)管機(jī)構(gòu)強(qiáng)制執(zhí)行一些標(biāo)準(zhǔn)，以確保符合要求EMI要求。

采用表面安裝技術(shù)的新型輸入濾波器組件的性能優(yōu)于通孔組件。然而，這種改進(jìn)被開關(guān)穩(wěn)壓器開關(guān)工作頻率的增加所抵消。更快的開關(guān)轉(zhuǎn)換產(chǎn)生了更高的效率、最短的開關(guān)和斷開時(shí)間，從而產(chǎn)生了更高的諧波重量。當(dāng)所有其他參數(shù)，如開關(guān)容量和轉(zhuǎn)換時(shí)間保持不變時(shí)，開關(guān)頻率增加一倍，EMI就惡化6dB。寬帶EMI性能就像一階高通濾波器。如果開關(guān)頻率增加10倍，將增加20倍dB輻射。

電磁兼容領(lǐng)域，有經(jīng)驗(yàn)的PCB設(shè)計(jì)師將設(shè)計(jì)一個(gè)非常小的熱環(huán)，并使屏蔽層盡可能靠近源層。然而，設(shè)備引腳配置、包裝結(jié)構(gòu)、熱設(shè)計(jì)要求和去耦組件中儲(chǔ)存足夠能量所需的包裝尺寸決定了熱環(huán)的最小尺寸。更復(fù)雜的問題是，在典型的平面印刷電路板中，線路之間高于30MHz由于諧波頻率越高，抵消所有濾波器的努力，因?yàn)橹C波頻率越高，不需要的磁耦合就越有效。