采用DC/DC降壓穩壓器優化汽車的EMI


原標題:采用DC/DC降壓穩壓器優化汽車的EMI
采用DC/DC降壓穩壓器優化汽車的EMI(電磁干擾)是一個復雜但至關重要的任務,以下是一些具體的優化策略:
一、理解EMI產生原因
DC/DC降壓穩壓器在汽車應用中因其高效率和大功率輸出而受到青睞,但其開關特性會產生EMI,這主要源于輸入紋波、附近電路的電磁耦合以及電磁輻射。這些EMI會干擾AM/FM無線電接收器和其他敏感設備,如主機或高級駕駛員輔助系統(ADAS)傳感器,嚴重時會在無線電和主機音頻中產生靜態噪聲或其他類型的噪聲,干擾ADAS傳感器,并降低其他系統的性能。
二、優化策略
1. 優化電路板布局
減小節點表面積:通過快速變化的電壓(高dv/dt)減小節點的表面積。
減小電流環路面積:通過快速變化的電流(高di/dt)減小電流環路的面積。
合理放置組件:將功率電感器、輸入電容器等關鍵組件放置在最佳位置,以最大程度地降低EMI。
2. 利用IC功能
擴頻功能:擴展諧波能量以減少峰值和平均EMI測量值。通過對尖峰時鐘進行調制處理,使其從一個窄帶時鐘變為一個具有邊帶的頻譜,將尖峰能量分散到展頻區域的多個頻率段,從而降低EMI。
擺率控制:通過減慢開關環的上升時間來減少振鈴和EMI。這可以通過增加一個與啟動電容器串聯的電阻(幾歐姆的數量級)來實現,某些器件還具有專用的啟動電阻器引腳。
3. 增加電路
輸入濾波器:使用輸入濾波器(差模濾波器)來抑制EMI。
集成電容器:在DC/DC降壓轉換器中集成電容器,可以進一步減小輸入寄生電感,對EMI有巨大的幫助。
4. 封裝技術
消除內部鍵合線:如TI的HotRod封裝,消除了輸入電容器不連續電流的高di/dt環路路徑中的鍵合線,降低了環路電感,從而減少了振鈴和EMI。
優化引腳排列:通過整理引腳位置來提高EMI性能,如將VIN和GND(或PGND)引腳彼此相鄰放置,以便為電容器的連接提供最佳位置。采用對稱的引腳排列可以進一步降低EMI。
三、遵循標準與測試
工程師需要設計符合官方標準的系統,如CISPR 25 Class5。在電路板布局和組件選擇過程中,應始終考慮這些標準,并進行必要的測試以確保系統滿足要求。
四、結論
采用DC/DC降壓穩壓器優化汽車的EMI是一個涉及多個方面的任務。通過優化電路板布局、利用IC功能、增加電路以及采用先進的封裝技術,可以有效地降低EMI并提高系統的可靠性。同時,遵循相關標準和進行測試也是確保系統性能的關鍵步驟。
責任編輯:David
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