降低低頻和高頻范圍內(nèi)電磁干擾的常規(guī)方法-穩(wěn)壓IC技術(shù)專題
當(dāng)系統(tǒng)共享公共物理觸點時，開關(guān)電源中不連續(xù)電流產(chǎn)生的輸入電壓紋波可傳導(dǎo)至其他系統(tǒng)。如果沒有適當(dāng)?shù)木徑獯胧?，過大的輸入或輸出電壓紋波可能會危及電源、負載或相鄰系統(tǒng)的運行。
傳統(tǒng)上，您可以通過使用基于無源電感電容器（LC）的EMI濾波器來**小化輸入紋波，如圖4所示。LC濾波器提供滿足EMI規(guī)范所需的衰減。
取舍是根據(jù)所需衰減對系統(tǒng)的尺寸和成本進行懲罰，這將降低總體功率密度。而且用于輸入EMI濾波器設(shè)計的大型電感器由于其較低的自諧振頻率而在大于30 MHz的頻率下失去衰減，因此需要鐵氧體磁珠等附加組件來處理高頻衰減。
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增強型熱棒? QFN公司
增強型HotRod quad flat no lead（QFN）封裝提供了HotRod封裝的所有EMI降低功能，并具有更低開關(guān)節(jié)點電容的額外優(yōu)勢，從而大降低了振鈴。在具有增強型熱棒QFN的設(shè)備中，寄生在輸入電壓（VIN）和接地（GND）引腳上的電阻-導(dǎo)體-電容器（RLC）也較低
與HotRod軟件包相比。
LM60440-Q1降壓轉(zhuǎn)換器采用增強型熱棒QFN，下頁圖18顯示了引腳和電路板布局。增強型HotRod QFN不僅提高了效率，還包括封裝中心有一個大型模具連接墊（DAP）的封裝外形。與熱棒封裝相比，DAP有助于通過PCB更好地散熱，并將結(jié)溫升高降低15%以上。此外，VIN、GND和開關(guān)節(jié)點引腳上較低的RLC寄生也會提高效率并降低EMI。正如預(yù)期的那樣，這會產(chǎn)生更好的EMI，尤其是在交換機節(jié)點振鈴頻帶周圍
如下圖19所示。
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什么是穩(wěn)壓IC的EMI？
在需要電磁兼容性（EMC）的系統(tǒng)中，用作電磁源的組件設(shè)計用于減少其干擾，易受干擾的組件設(shè)計用于降低其敏感性。當(dāng)終端設(shè)備制造商集成來自不同供應(yīng)商的組件時，確保干擾源和敏感電路能夠和平共存的***方法是制定一套通用規(guī)則，其中干擾限制在一定水平，敏感電路能夠處理該水平的干擾。
這些規(guī)則是在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中制定的，如國際擾動無線電委員會（CISPR）25用于汽車行業(yè)，CISPR32用于多媒體設(shè)備。CISPR標(biāo)準(zhǔn)對于EMI設(shè)計至關(guān)重要，因為它們將規(guī)定任何EMI緩解技術(shù)的目標(biāo)性能。本文的重點是減少干擾，因為開關(guān)電源通常是電磁干擾源。有關(guān)EMI標(biāo)準(zhǔn)的***列表，請參閱白皮書“電源傳導(dǎo)EMI規(guī)范概述”和“電源輻射EMI規(guī)范概述”
集成輸入旁路電容器
如前所述，由于開關(guān)節(jié)點振鈴的增加，大輸入功率環(huán)路在高頻段會導(dǎo)致更高的發(fā)射。
在設(shè)備封裝內(nèi)集成高頻輸入去耦電容器有助于將輸入回路寄生降至比較低，從而減少EMI。
該技術(shù)用于LMQ62440-Q1降壓轉(zhuǎn)換器，如下圖20所示。除了減少輸入功率回路電感外，輸入高頻電容器的封裝集成還有助于使解決方案更不受終端系統(tǒng)電路板布局變化的影響。
下頁的圖21比較了LMQ62440-Q1的輻射EMI（相同板上的相同條件），包括集成和不集成旁路電容器。結(jié)果表明，在**嚴格的電視頻段（200至230 MHz）內(nèi)，發(fā)射降低了9 dB，這有助于系統(tǒng)保持在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的EMI限值下，而無需在電路板上安裝其他組件。
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真回轉(zhuǎn)率控制
盡管有上述技術(shù)，在一些設(shè)計中，高頻EMI（60至250 MHz）可能仍不在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)限值范圍內(nèi)。為了通過行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，減輕和提高裕度的一種方法是使用與開關(guān)轉(zhuǎn)換器的啟動電容串聯(lián)的電阻器。使用電阻器可以降低開關(guān)邊緣轉(zhuǎn)換率，從而降低EMI，但會帶來效率降低的預(yù)期損失。
LM61440-Q1和LM62440-Q1等開關(guān)轉(zhuǎn)換器的設(shè)計使得可以使用電阻器來選擇高側(cè)FET驅(qū)動器在開啟期間的強度。如下頁圖22所示，通過RBOOT引腳（teal虛線環(huán)）的電流被倍增，并從CBOOT（紅色虛線）穿過，以打開高壓側(cè)功率MOSFET。通過這樣做，電阻器可以控制轉(zhuǎn)換速率，但不會遭受串聯(lián)啟動電阻器運行大部分電流時發(fā)生的效率損失。當(dāng)RBOOT對CBOOT短路時，上升時間很快；開關(guān)節(jié)點諧波在高于150 MHz之前不會衰減。如果CBOOT和RBOOT通過700Ω保持連接，則在將13.5 V轉(zhuǎn)換為5 V時，回轉(zhuǎn)時間將增加到10 ns。此緩慢上升時間可使開關(guān)節(jié)點諧波中的能量在大多數(shù)情況下在50 MHz附近衰減。
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