降低電源管理電路中的EMI幹擾的方法

2020-12-15 電子發燒友

降低電源管理電路中的EMI幹擾的方法

萬物雲聯網 發表於 2020-11-17 15:14:51

選擇合適的開關DC-DC降壓電源器件，同時將EMI幹擾的影響降至最低，這似乎是一種平衡。本文講述關於如何使用ADI的新型集成穩壓器來達成這一設計目標的想法。

在電子系統和設備設計中，開發人員總是會遇到電磁幹擾（EMI）。選擇合適的開關DC-DC降壓調節器，同時將EMI降至最低，這似乎是一種平衡。

在本文中，我們將討論什麼是EMI，以及如何使用AnalogDevice的新型集成穩壓器的應用來降低電源管理電路中的EMI。我們還將看到這種特殊的DC-DC降壓穩壓器如何與業內其他同類產品競爭的。

什麼是EMI？

EMI是從開關電源和其他電源所產生的有害能量的一種形式。不受控制的EMI幹擾不僅會干擾其他電氣設備，而且有可能會違反FCC的規定。

在電路，模塊和組件附近的環境中，這種EMI電噪聲會影響敏感的通信設計，例如RF和其他音頻設計。

使用5VDC的電子設備和設計在汽車，電信，工業，醫療，計算機和軍事等應用中非常普遍。通常，電路會使用降壓穩壓電源（Buck電源）從系統電源獲得所需的5V輸入，或者從更高的電壓源中進行轉換得到。

LT8648S的輻射EMI性能和傳導EMI性能。圖片由ADI提供

但是，開關穩壓器很容易通過傳導或輻射產生EMI輻射。傳導的EMI輻射遵循導線和印刷電路板（PCB）的走線，從而影響產品電路。

整個電路都會產生EMI幹擾輻射，但不幸的是，直到完成整個印刷電路PCB板組件（帶有完全填充組件的PCB）後，才能對它進行全面測試。如果無法通過EMI測試，則需要重新布局PCB，而一般來說這樣做的成本很高。

如何降低電源管理電路中的EMI幹擾

為了降低開關穩壓器中的EMI，開發人員可以添加外部分立電路或金屬屏蔽。設計人員還可以使用集成穩壓器（如AnalogDevice的新型LT8648S）來實現降壓並降低EMI。

LT8648S是一款同步降壓型（Buck）DC-DC穩壓器，基於第二代專有的靜音開關架構，具有一個內部旁路電容器以降低輻射EMI。電容器將吸收多餘的EMI電流（在充電模式下）。此外，開發人員可以通過建議的PCB布局，通過在調節器附近添加兩個小的1微法（uF）電容器來進一步降低EMI。

LT8648S的典型應用。圖片由AnalogDevices提供

這種穩壓器接受3V至42V的輸入電壓，並支持1A至15A的輸出電流，適用於汽車，工業和通信系統。它可以在高頻下實現高轉換效率（在1MHz，12VIN至5VOUT時高達95.5％的效率以及在2MHz，12VIN至5VOUT時高達93％的效率），有助於通過CISPR25的5級（Class5）的EMI峰值限制。

此外，該電源可以通過不同的連接引腳32的方式來設置為能夠在四種不同模式下運行。

突發模式（Burstmode）操作：將引腳接地，這將降低靜態電流（待機）；

強制連續模式（FCM，Forcedcontinuousmode）：使該引腳懸空（未連接任何東西）以實現快速瞬態響應並控制開關頻率的諧波；

擴頻模式（Spreadspectrummode）：將引腳連接至高電壓或高於3V，以進一步降低EMI輻射；

同步模式（Synchronousmode）：將引腳連接到外部時鐘，該時鐘將與源同步並在FCM中運行；

該穩壓器採用36引腳7mm×4mmLQFN封裝。

LT8648S在降壓型穩壓器級中如何運作？

對市場上的DC-DC降壓型穩壓器進行的快速調查將顯示，存在許多具有不同參數的選擇。

有些具有正確的電壓，但輸出電流很小（TITPS62000系列的電流小於1A）。Maxim為uSLIC系列提供了可變的輸出電壓，但其最大輸出電流為2A。Pololu提供了另一種型號，其輸出能力為5V和15A，但尺寸較大（與LT8648S相比，PololuD24V150F5的尺寸為43mmx31mm，即7毫米x4毫米）。

如果您需要高輸出電流支持，TI的TPS546D24ADC-DC穩壓器可提供40A的輸出電流（級聯4個可提供160A的輸出電流），但輸入電壓限制為3V至16V。其封裝尺寸為7V毫米x5毫米與LT8648S相當。

LT8648S的引腳配置和封裝尺寸。圖片由AnalogDevices提供

除了電流和電壓，還有EMI合規性問題要處理。LT8648S可以通過集成電容器幫助解決EMI法規遵從性問題，並且仍然適合於非常小的封裝。它的工作溫度範圍為-40°C至125°C，超過了大多數商業級解決方案的要求。

如果您希望控制EMI，那麼LT8648S可能是一個很好的解決方案。
責任編輯人：CC

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