降低电源管理电路中的EMI干扰的方法

dream123 · 发表于 2021-12-27 09:45

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本帖最后由 dream123 于 2021-12-27 09:49 编辑

选择合适的开关DC-DC降压电源器件，同时将EMI干扰的影响降至最低，这似乎是一种平衡。本文讲述关于如何使用ADI的新型集成稳压器来达成这一设计目标的想法。

在电子系统和设备设计中，开发人员总是会遇到电磁干扰（EMI）。选择合适的开关DC-DC降压调节器，同时将EMI降至最低，这似乎是一种平衡。

在本文中，我们将讨论什么是EMI，以及如何使用analogDevice的新型集成稳压器的应用来降低电源管理电路中的EMI。我们还将看到这种特殊的DC-DC降压稳压器如何与业内其他同类产品竞争的。

什么是EMI？

EMI是从开关电源和其他电源所产生的有害能量的一种形式。不受控制的EMI干扰不仅会干扰其他电气设备，而且有可能会违反FCC的规定。

在电路，模块和组件附近的环境中，这种EMI电噪声会影响敏感的通信设计，例如RF和其他音频设计。

使用5VDC的电子设备和设计在汽车，电信，工业，医疗，计算机和军事等应用中非常普遍。通常，电路会使用降压稳压电源（Buck电源）从系统电源获得所需的5V输入，或者从更高的电压源中进行转换得到。

LT8648S的辐射EMI性能和传导EMI性能。图片由ADI提供

但是，开关稳压器很容易通过传导或辐射产生EMI辐射。传导的EMI辐射遵循导线和印刷电路板（PCB）的走线，从而影响产品电路。

整个电路都会产生EMI干扰辐射，但不幸的是，直到完成整个印刷电路PCB板组件（带有完全填充组件的PCB）后，才能对它进行全面测试。如果无法通过EMI测试，则需要重新布局PCB，而一般来说这样做的成本很高。

如何降低电源管理电路中的EMI干扰

为了降低开关稳压器中的EMI，开发人员可以添加外部分立电路或金属屏蔽。设计人员还可以使用集成稳压器（如AnalogDevice的新型LT8648S）来实现降压并降低EMI。

LT8648S是一款同步降压型（Buck）DC-DC稳压器，基于第二代专有的静音开关架构，具有一个内部旁路电容器以降低辐射EMI。电容器将吸收多余的EMI电流（在充电模式下）。此外，开发人员可以通过建议的PCB布局，通过在调节器附近添加两个小的1微法（uF）电容器来进一步降低EMI。

LT8648S的典型应用。图片由AnalogDevices提供

这种稳压器接受3V至42V的输入电压，并支持1A至15A的输出电流，适用于汽车，工业和通信系统。它可以在高频下实现高转换效率（在1MHz，12VIN至5VOUT时高达95.5％的效率以及在2MHz，12VIN至5VOUT时高达93％的效率），有助于通过CISPR25的5级（Class5）的EMI峰值限制。

此外，该电源可以通过不同的连接引脚32的方式来设置为能够在四种不同模式下运行。

突发模式（burstmode）操作：将引脚接地，这将降低静态电流（待机）；

强制连续模式（FCM，Forcedcontinuousmode）：使该引脚悬空（未连接任何东西）以实现快速瞬态响应并控制开关频率的谐波；

扩频模式（SpreaDSPectrummode）：将引脚连接至高电压或高于3V，以进一步降低EMI辐射；

同步模式（Synchronousmode）：将引脚连接到外部时钟，该时钟将与源同步并在FCM中运行；

该稳压器采用36引脚7mm×4mmLQFN封装。

LT8648S在降压型稳压器级中如何运作？

对市场上的DC-DC降压型稳压器进行的快速调查将显示，存在许多具有不同参数的选择。

有些具有正确的电压，但输出电流很小（TITPS62000系列的电流小于1A）。Maxim为uSLIC系列提供了可变的输出电压，但其最大输出电流为2A。Pololu提供了另一种型号，其输出能力为5V和15A，但尺寸较大（与LT8648S相比，PololuD24V150F5的尺寸为43mmx31mm，即7毫米x4毫米）。

如果您需要高输出电流支持，TI的TPS546D24ADC-DC稳压器可提供40A的输出电流（级联4个可提供160A的输出电流），但输入电压限制为3V至16V。其封装尺寸为7V毫米x5毫米与LT8648S相当。

LT8648S的引脚配置和封装尺寸。图片由AnalogDevices提供

除了电流和电压，还有EMI合规性问题要处理。LT8648S可以通过集成电容器帮助解决EMI法规遵从性问题，并且仍然适合于非常小的封装。它的工作温度范围为-40°C至125°C，超过了大多数商业级解决方案的要求。

如果您希望控制EMI，那么LT8648S可能是一个很好的解决方案。