開(kāi)關(guān)電源的 13 步 EMI 緩解方案

EMI 導(dǎo)致的問(wèn)題已得到充分證實(shí)，需要在系統(tǒng)層面盡量減少。交流/直流電源和直流/直流轉(zhuǎn)換器是 EMI 的主要原因，下面介紹 13 個(gè)關(guān)鍵步驟，可幫助您從設(shè)計(jì)中消除此問(wèn)題。

1.直接連接在電源的電源線和回線之間的旁路電容器將抑制差模傳導(dǎo)發(fā)射。需要濾波的電源線可能是位于電源輸入或輸出處的電源線。這些線上的旁路電容器需要物理地位于噪聲產(chǎn)生源的端子附近才能最有效。

通過(guò)在電源的每條電源線和地線之間連接旁路電容器，可以有效抑制共模傳導(dǎo)電流。這些電源線可能位于電源的輸入端和/或輸出端。通過(guò)在每個(gè)主電源饋線上串聯(lián)添加一對(duì)耦合扼流電感器，可以進(jìn)一步抑制共模電流。

2.通過(guò)最小化電源線及其返回路徑形成的封閉環(huán)路面積來(lái)減少天線環(huán)路面積，可以減少輻射發(fā)射。在印刷電路板中，通過(guò)將電源線和返回路徑一個(gè)接一個(gè)地放置在相鄰的印刷電路板層上，可以最好地減少此面積。

3. 可以使用金屬屏蔽來(lái)進(jìn)一步抑制輻射發(fā)射。這是通過(guò)將噪聲產(chǎn)生源放置在接地的導(dǎo)電外殼內(nèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。與干凈的外部環(huán)境的接口是通過(guò)在線濾波器實(shí)現(xiàn)的。共模旁路電容器也需要在導(dǎo)電外殼上返回到地面。

4. 電源與電源之間應(yīng)實(shí)現(xiàn)可靠的接線連接。接線必須尺寸合適且盡可能短，接線環(huán)路應(yīng)最小化。避免在電源設(shè)備附近布置輸入或輸出接線，以防止拾取噪聲。

5. 接地連接應(yīng)妥善固定，接地線應(yīng)盡可能短。對(duì)于會(huì)引起瞬變電流的電路或系統(tǒng)操作，通過(guò)去耦電容器在本地提供脈沖電流至關(guān)重要，而不是讓脈沖電流向上游傳播到電源。這些電容器應(yīng)包括高頻陶瓷電容器和大容量電容器。

6. 如果電路或系統(tǒng)運(yùn)行引起電流瞬變，則應(yīng)使用局部去耦電容。這將阻止脈沖電流向上游傳播到電源。

7. 如果操作允許，請(qǐng)減慢時(shí)鐘或上升/下降沿的速度。如果無(wú)法做到這一點(diǎn)，則應(yīng)將時(shí)鐘速率較高/開(kāi)關(guān)時(shí)間較快的電路放置在靠近電源線輸入的位置，以減少電源瞬變。建議在電源和信號(hào)線上對(duì)模擬電路和數(shù)字電路進(jìn)行物理隔離。

8.應(yīng)防止形成接地環(huán)路;尤其是在復(fù)雜系統(tǒng)中。這可以使用單點(diǎn)接地或接地平面來(lái)實(shí)現(xiàn)。

9. 鋪設(shè)單獨(dú)的電源線和/或在電源線中放置電感，以分離多電路系統(tǒng)中的電路。

10. 可以在直流電源線上放置鐵氧體磁珠，以將系統(tǒng)和電源進(jìn)行交流隔離。這可以有效防止電源開(kāi)關(guān)諧波干擾系統(tǒng)運(yùn)行，并防止系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲到達(dá)電源。

11.如果內(nèi)置 EMI 濾波器不足以滿足特定應(yīng)用，請(qǐng)?jiān)谳斎腚娫粗皯?yīng)用額外的 EMI 濾波器。 也可以在交流輸入口和電源之間的接地線上放置鐵氧體磁珠。 DC/DC 模塊有必須解決的特定考慮因素，盡管上面強(qiáng)調(diào)的許多緩解技術(shù)適用于系統(tǒng)內(nèi) AC/DC 和 DC/DC 轉(zhuǎn)換器的實(shí)施，但對(duì)于 DC/DC 轉(zhuǎn)換器，還應(yīng)采取其他步驟。

12. 使用位于開(kāi)關(guān)設(shè)備附近的局部電容器來(lái)提供脈沖輸入電流，這是大多數(shù)直流/直流轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)動(dòng)作所必需的。

13. 應(yīng)在輸入端放置額外的電容以減少差模噪聲。這通常只適用于緊湊型 DC/DC 轉(zhuǎn)換器，因?yàn)樗鼈兺ǔ](méi)有足夠的電容。為了獲得更好的濾波性能，可以采用 PI 濾波器。