- DC-DC轉換器的電磁兼容技術淺談

　　因此得出結論是，單靠提高開關速度來提高DC-DC轉換器效率是不可取的。于是，如何選擇合適的驅動電路參數(shù)、不斷地優(yōu)化驅動電路的設計，在提高DC-DC轉換器的EMC性能的同時又保證總效率等其他參數(shù)指標不受到大的影響，是近年來發(fā)展的一個新方向。例如，在驅動電路中保留驅動電阻的同時加入推挽電路以代替二極管，這樣就可以方便地分別調(diào)節(jié)控制開和關的速度，再權衡EMC性能和總效率指標的關系，以達到最理想的效果。如圖3所示。

　　圖3 有驅動緩沖電阻、開關速度均可以控制的驅動電路

　　濾波技術

　　DC-DC轉換器的EMI濾波器是由電感、電容等構成的無源雙向多端口網(wǎng)絡。實際上它起兩個低通濾波器的作用，一個衰減共模干擾，另一個衰減差模干擾。它能在阻帶（通常大于10KHz）范圍內(nèi)衰減射頻能量而讓工頻無衰減或很少衰減地通過。EMI濾波器是DC-DC轉換器設計工程師控制傳導電磁干擾和輻射電磁干擾的首選工具。

　　濾波器對EMI信號的損耗叫插入損耗。顯然，測量濾波器的插入損耗曲-頻率線，可檢驗它對EMI的濾波效果。

　　DC-DC轉換器的EMC濾波電路應該滿足以下設計原則：

　　·雙向濾波。

　　DC-DC轉換器的EMI濾波器實質(zhì)上是一種雙向低通濾波器，既要抑制DC-DC轉換器產(chǎn)生的從轉換器傳入電源（或電網(wǎng)）的 EMI信號，防止它污染電磁環(huán)境、危害其他設備。又要抑制或消除電源（或電網(wǎng)）存在的從電源（或電網(wǎng)）傳入轉換器的EMI信號，保護DC-DC轉換器正常工作；

　　·阻抗失配。

　　源內(nèi)阻是高阻（低阻）的，則濾波器輸入阻抗就應該是低阻（高阻）的；負載是高阻（低阻）的，則濾波器輸出阻抗就應該是低阻（高阻）的；這里的阻抗失配是相對要抑制的干擾頻率而言，對正常工作的信號頻率應該阻抗匹配。

　　·CM和DM同時抑制。

　　由于DC-DC轉換器的工作頻率基本都在幾百KHz，根據(jù)以往各型號產(chǎn)品的EMC檢測試驗經(jīng)驗，一般情況下DC-DC轉換器的EMI超標頻段都會覆蓋0.1_1MHz頻段的一部分或全部范圍。根據(jù)圖1所示的分布原理，我們通常要采取有重點地對CM和DM同時抑制的原則。

　　印制電路板的EMC設計

　　由于PCB更改與相應的傳導、輻射騷擾的測試較為復雜，且在時間和成本上也存在困難，因此進行專門的PCB對EMC影響的試驗較為困難，這里只能根據(jù)一般原理以及多年從事電源設計所積累的經(jīng)驗給出DC-DC轉換器PCB設計時需要注意的地方（主要針對降低DC-DC轉換器對外的 EMI）。

　　·設計PCB時首先考慮好布局，特別是變壓器和輸出濾波電感的合理放置。強脈沖信號線（dv/dt大）的走線要盡量短，它們是典型的發(fā)射天線；導線不要突然拐角。

　　·合理放置原邊開關管、輸入濾波電容、濾波電感，使得濾波電容、變壓器原邊繞組、開關管構成的回路面積盡量減小，DC-DC轉換器中專門有完整地層，其余信號線、功率線均在其它層上走線，使環(huán)路面積最??；合理擺放副邊整流濾波電路。

　　·開關管和整流管上如有較強高頻尖刺，應當就近布置吸收電路。

　　·注意控制電路和功率電路的單點接地，同時在靠近脈沖電路負載的部位如PWM芯片VCC引腳添加去耦電容。

　　·所有的功率器件，當與散熱器絕緣連接時，其管芯均與散熱器間存在分布電容，適當?shù)姆蛛x不同級間的散熱器連接方式，可以有效的減小兩級電路間的容性耦合，減小電磁干擾，多層板式結構優(yōu)于鋁基板式結構就是這個原因。

　　實踐證明，上述印制電路板EMC設計，對開關DC-DC轉換器的EMC性能有較大的影響。在印制板設計階段，工程技術人員由于缺乏有效的手段，往往只能采用試探方法，一旦開關DC-DC轉換器不能通過有關EMC標準，就需要重新設計印制板。往往為此付出沉重的代價。

　　結語

　　本文對DC-DC轉換器的EMC設計進行了簡單的歸納和分析，從五個方面討論了DC-DC轉換器的EMC設計問題。DC-DC轉換器EMC設計的關鍵是要弄清楚轉換器中EMI產(chǎn)生的機理，有針對性地進行抑制和消除。