采用DC/DC降压稳压器优化汽车的EMI


原标题:采用DC/DC降压稳压器优化汽车的EMI
采用DC/DC降压稳压器优化汽车的EMI(电磁干扰)是一个复杂但至关重要的任务,以下是一些具体的优化策略:
一、理解EMI产生原因
DC/DC降压稳压器在汽车应用中因其高效率和大功率输出而受到青睐,但其开关特性会产生EMI,这主要源于输入纹波、附近电路的电磁耦合以及电磁辐射。这些EMI会干扰AM/FM无线电接收器和其他敏感设备,如主机或高级驾驶员辅助系统(ADAS)传感器,严重时会在无线电和主机音频中产生静态噪声或其他类型的噪声,干扰ADAS传感器,并降低其他系统的性能。
二、优化策略
1. 优化电路板布局
减小节点表面积:通过快速变化的电压(高dv/dt)减小节点的表面积。
减小电流环路面积:通过快速变化的电流(高di/dt)减小电流环路的面积。
合理放置组件:将功率电感器、输入电容器等关键组件放置在最佳位置,以最大程度地降低EMI。
2. 利用IC功能
扩频功能:扩展谐波能量以减少峰值和平均EMI测量值。通过对尖峰时钟进行调制处理,使其从一个窄带时钟变为一个具有边带的频谱,将尖峰能量分散到展频区域的多个频率段,从而降低EMI。
摆率控制:通过减慢开关环的上升时间来减少振铃和EMI。这可以通过增加一个与启动电容器串联的电阻(几欧姆的数量级)来实现,某些器件还具有专用的启动电阻器引脚。
3. 增加电路
输入滤波器:使用输入滤波器(差模滤波器)来抑制EMI。
集成电容器:在DC/DC降压转换器中集成电容器,可以进一步减小输入寄生电感,对EMI有巨大的帮助。
4. 封装技术
消除内部键合线:如TI的HotRod封装,消除了输入电容器不连续电流的高di/dt环路路径中的键合线,降低了环路电感,从而减少了振铃和EMI。
优化引脚排列:通过整理引脚位置来提高EMI性能,如将VIN和GND(或PGND)引脚彼此相邻放置,以便为电容器的连接提供最佳位置。采用对称的引脚排列可以进一步降低EMI。
三、遵循标准与测试
工程师需要设计符合官方标准的系统,如CISPR 25 Class5。在电路板布局和组件选择过程中,应始终考虑这些标准,并进行必要的测试以确保系统满足要求。
四、结论
采用DC/DC降压稳压器优化汽车的EMI是一个涉及多个方面的任务。通过优化电路板布局、利用IC功能、增加电路以及采用先进的封装技术,可以有效地降低EMI并提高系统的可靠性。同时,遵循相关标准和进行测试也是确保系统性能的关键步骤。
责任编辑:David
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