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基于移相控制的多路输出降压变换器提升EMI性能的PCB布局优化

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<strong><font color="#FF0000">作者:德州仪器Gavin Wang </font> </strong>

电源设计工程师通常在汽车系统中使用一些DC/DC降压变换器来为多个电源轨提供支持。然而,在选择这些类型的降压转换器时需要考虑几个因素。例如,一方面需要为汽车信息娱乐系统/主机单元选择高开关频率DC/DC变换器(工作频率高于2 MHz),以避免干扰无线电AM频段;另一方面,还需要通过选择相对较小的电感器来减小解决方案尺寸。此外,高开关频率DC/DC降压变换器还可以帮助减少输入电流纹波,从而优化输入电磁干扰(EMI)滤波器的尺寸。

然而,对于正在尝试创建最新汽车系统的大型汽车原始设计制造商(ODM)来说,符合所要求的EMI标准至关重要。这些要求非常严格,制造商必须遵守诸多标准,如国际无线电干扰特别委员会(CISPR) 25标准。在很多情况下,如果制造商不符合标准,汽车制造商就无法接受相应的设计。

因此,对于DC/DC降压转换器的EMI性能提升,PCB布局至关重要。而要获得良好的EMI性能,优化大电流功率回路,减小寄生参数对于环路的影响是关键。

具2.5 μA静态电流和超低EMI辐射的42 V、 2 A/3 A峰值同步降压型稳压器

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<strong><font color="#FF0000">Dong Wang ADI公司</font></strong>

<strong>引言</strong>

LT8609、LT8609A、LT8609B和LT8609S是具有3 V至42 V宽输入电压范围的同步、单片式、降压型稳压器。该器件系列专为那些需要低EMI、高效率和小尺寸解决方案的应用而优化,适合于要求严苛的汽车、工业、计算和通信应用。该系列中的所有稳压器均拥有相同的2 A连续、3 A瞬态(&lt;1秒)负载电流能力。它们的特性汇总于表1。

LT8609、LT8609A和LT8609S具有2.5 μA的超低静态电流,这一点对于电池供电型系统至关重要。这些稳压器凭借集成的顶端和底端N沟道MOSFET实现了出色的轻负载效率。LT8609B仅工作于脉冲跳跃模式,虽然静态电流高于其他几款器件,但是它在轻负载运行期间产生的输出纹波较低。

【资料下载】60 V和100 V、低IQ升压/SEPIC/反相转换器, 适用于紧凑、高效率、低EMI电源

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<strong><font color="#FF0000">作者:Joey Yurgelon、Jesus Rosales和Mark Marosek</font></strong>

汽车和工业市场需要低发热运行、适应狭小空间且满足低EMI标准的电源。开关稳压器LT8362、LT8364和LT8361满足升压、SEPIC或反相拓扑中的这些要求。每个器件均支持2.8 V至60 V的宽输入范围,适合工业或汽车环境,具有低IQ模式 (Burst Mode®) 能力,并提供可选SSFM以降低EMI。这些器件内置稳定可靠的60 V/2 A、60 V/4 A和100 V/2 A功率开关(在高达2 MHz的频率下高效工作),可在狭小空间中提供高功率,同时满足严格的散热和EMI要求。

<strong>汽车输入瞬态和预升压</strong>

随着当今汽车中电子器件含量的急剧提高,电源数量成倍增加,其中很多需要将宽范围电池电压直接转换为可用的稳压输出。LT836x系列所有器件的最小输入电压为2.8 V,可在冷启动或启停场合中运行;最大输入电压能力达 60 V,可处理电源切断等高输入电压瞬变。

一个电源工程师对EMI的见解!

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在我接触EMI前,很多电源适配器工程师以他们有丰富的EMI调试经验来鄙视我们这些菜鸟,搞的我一直以为EMI是门玄学,也有很多人动不动就拿EMI出来吓人。我想说电源适配器EMI确实很难理解,很难有精确的纸面设计,但是通过研究我们还是能知道大概趋势指导设计,而不是一些工程嘴里完全靠trial and error的流程。

这就是我们电源适配器工程师外出机构做测试的实验室~

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我先给出结论,电源适配器EMI确实和开关频率不成线性关系,某些开关频率下,EMI滤波器的转折频率较高,但是总体趋势而言,是开关频率越高,电源适配器EMI体积越小!

【视频】EMI滤波器与插入损耗(课时7)

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电磁干扰问题是电力电子功率变换器的关键技术之一,它与电磁技术密切相关,其本质是电磁场问题,与磁性元件关系密切,从电磁场观点可以更深入更本质地理解电磁干扰问题。本章将介绍电场基本概念,电磁干扰基本概念,传导电磁干扰模型,滤波器感性元件,以及与电磁干扰相关的磁技术基础。

<center><video autoplay="" controls="" name="media" style="width:600px;"><source src="http://cloud.eeworld.com.cn///courselesson/4590/2018724111812-7vqy2n.mp…; type="video/mp4" /></video></center>

【资料下载】针对 32 位单片机的 EMI、EMC、EFT 和 ESD 电路设计注意事项

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<strong>简介</strong>

本应用笔记旨在提供有关电路保护器件和印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)布线指南的建议,以提高应用在电噪声环境中的抗扰度,并按照下列国际电工委员会(International Electrotechnical Commission,IEC)标准所述提高应用在发生 EMI、EMC、EFT 和 ESD 事件时的生存能力:IEC61000-4-2、IEC 61000-4-4 和 IEC 61000-4-5。

<strong>本文将从以下几个方面开始介绍:</strong>

拯救EMI辐射超标,开关电源能做点啥?

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作为工作于开关状态的能量转换装置,开关电源的电压、电流变化率很高,产生的干扰强度较大;干扰源主要集中在功率开关期间以及与之相连的散热器和高平变压器,相对于数字电路干扰源的位置较为清楚;开关频率不高(从几十千赫和数兆赫兹),主要的干扰形式是传导干扰和近场干扰;而印刷线路板(PCB)走线通常采用手工布线,具有更大的随意性,这增加了PCB分布参数的提取和近场干扰估计的难度。

<strong>具体各个频率点超标解决方案如下:</strong>

<strong>1MHz以内:</strong>

以差模干扰为主1.增大X电容量;2.添加差模电感;3.小功率电源可采用PI型滤波器处理(建议靠近变压器的电解电容可选用较大些)。

<strong>1M-5MHz:</strong>

差模共模混合,采用输入端并一系列X电容来滤除差摸干扰并分析出是哪种干扰超标并解决;

<strong>5MHz:</strong>

外壳EMC你不知道的十四大屏蔽技术!

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<strong>1、屏蔽的商业必要性</strong>

笔者提出的一个重要概念:

一个项目在计划阶段就要考虑屏蔽问题,这样花费在屏蔽措施上的成本才会最低。

若等到问题暴露出来再去查漏补缺,往往需要付出相当大的代价。

屏蔽措施往往带来费用和仪器重量的增加,若能以其他EMC方式加以解决,就尽量减少屏蔽。(言下之意屏蔽是最后一招)

<strong>对于PCB应注意以下两点:</strong>

1、使导线及元器件尽量靠近一块大的金属板(这个金属板不是指屏蔽体)

2、使电气部件及线路尽量靠近地层(减少层间信号的电磁干扰、地层可以吸收部分干扰 )这样,即使是需要加屏蔽,也可以降低对屏蔽效能(SE shiedling effectiveness)的需求。

<strong>2、屏蔽的概念</strong>

屏蔽相当于一个滤波器,放置于电磁波的传播路径上,对其中的一部分频段形成高阻抗。阻抗比越大,屏蔽效能越好。

关于EMI与Y电容那些你想了解的知识点都在这儿了!

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<strong>摘要</strong>

本文首先介绍了关于EMI 常规知识以及在开关电源中使用的各种缓冲吸引电路。然后介绍了在EMI中和传导相关的共模及差模电流产生的原理,静点动点的概念,并详细的说明了在变压器的结构中使用补偿设计的方法。最后介绍了EMI 的发射产生的机理和频率抖动及共模电感的设计。

目前,Y 电容广泛的应用在开关电源中,但Y 电容的存在使输入和输出线间产生漏电流。具有Y 电容的金属壳手机充电器会让使用者有触电的危险,因此一些手机制造商目前开始采用无Y 电容的充电器。然而摘除Y 电容对EMI 的设计带来了困难。具有频抖和频率调制的脉宽调制器可以改善EMI 的性能,但不能绝对的保证充电器通过EMI 的测试,必须在电路和变压器结构上进行改进,才能使充电器满足EMI 的标准。

<strong>1 EMI 常识</strong>

在开关电源中,功率器件高频开通关断的操作导致电流和电压的快速的变化是产生EMI的主要原因。

在电路中的电感及寄生电感中快速的电流变化产生磁场从而产生较高的电压尖峰:

EMI