降低電源管理電路中的EMI干擾的方法

選擇合適的開關(guān)DC-DC降壓電源器件，同時(shí)將EMI干擾的影響降至最低，這似乎是一種平衡。本文講述關(guān)于如何使用ADI的新型集成穩(wěn)壓器來(lái)達(dá)成這一設(shè)計(jì)目標(biāo)的想法。

在電子系統(tǒng)和設(shè)備設(shè)計(jì)中，開發(fā)人員總是會(huì)遇到電磁干擾（EMI）。選擇合適的開關(guān)DC-DC降壓調(diào)節(jié)器，同時(shí)將EMI降至最低，這似乎是一種平衡。

在本文中，我們將討論什么是EMI，以及如何使用Analog Device的新型集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用來(lái)降低電源管理電路中的EMI。我們還將看到這種特殊的DC-DC降壓穩(wěn)壓器如何與業(yè)內(nèi)其他同類產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)的。

什么是EMI？

EMI是從開關(guān)電源和其他電源所產(chǎn)生的有害能量的一種形式。不受控制的EMI干擾不僅會(huì)干擾其他電氣設(shè)備，而且有可能會(huì)違反FCC的規(guī)定。

在電路，模塊和組件附近的環(huán)境中，這種EMI電噪聲會(huì)影響敏感的通信設(shè)計(jì)，例如RF和其他音頻設(shè)計(jì)。

使用5 V DC的電子設(shè)備和設(shè)計(jì)在汽車，電信，工業(yè)，醫(yī)療，計(jì)算機(jī)和軍事等應(yīng)用中非常普遍。通常，電路會(huì)使用降壓穩(wěn)壓電源（Buck電源）從系統(tǒng)電源獲得所需的5 V輸入，或者從更高的電壓源中進(jìn)行轉(zhuǎn)換得到。

LT8648S的輻射EMI性能和傳導(dǎo)EMI性能。圖片由ADI提供

但是，開關(guān)穩(wěn)壓器很容易通過(guò)傳導(dǎo)或輻射產(chǎn)生EMI輻射。傳導(dǎo)的EMI輻射遵循導(dǎo)線和印刷電路板（PCB）的走線，從而影響產(chǎn)品電路。

整個(gè)電路都會(huì)產(chǎn)生EMI干擾輻射，但不幸的是，直到完成整個(gè)印刷電路PCB板組件（帶有完全填充組件的PCB）后，才能對(duì)它進(jìn)行全面測(cè)試。如果無(wú)法通過(guò)EMI測(cè)試，則需要重新布局PCB，而一般來(lái)說(shuō)這樣做的成本很高。

如何降低電源管理電路中的EMI干擾

為了降低開關(guān)穩(wěn)壓器中的EMI，開發(fā)人員可以添加外部分立電路或金屬屏蔽。設(shè)計(jì)人員還可以使用集成穩(wěn)壓器（如Analog Device的新型LT8648S）來(lái)實(shí)現(xiàn)降壓并降低EMI。

LT8648S是一款同步降壓型（Buck）DC-DC穩(wěn)壓器，基于第二代專有的靜音開關(guān)架構(gòu)，具有一個(gè)內(nèi)部旁路電容器以降低輻射EMI。電容器將吸收多余的EMI電流（在充電模式下）。此外，開發(fā)人員可以通過(guò)建議的PCB布局，通過(guò)在調(diào)節(jié)器附近添加兩個(gè)小的1微法（uF）電容器來(lái)進(jìn)一步降低EMI。

LT8648S的典型應(yīng)用。圖片由Analog Devices提供

這種穩(wěn)壓器接受3 V至42 V的輸入電壓，并支持1 A至15 A的輸出電流，適用于汽車，工業(yè)和通信系統(tǒng)。它可以在高頻下實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)換效率（在1 MHz，12 VIN至5 VOUT時(shí)高達(dá)95.5％的效率以及在2 MHz，12 VIN至5 VOUT時(shí)高達(dá)93％的效率），有助于通過(guò)CISPR 25的 5級(jí)（Class 5）的EMI峰值限制。

此外，該電源可以通過(guò)不同的連接引腳32的方式來(lái)設(shè)置為能夠在四種不同模式下運(yùn)行。

突發(fā)模式（Burst mode）操作：將引腳接地，這將降低靜態(tài)電流（待機(jī)）；

強(qiáng)制連續(xù)模式（FCM，F(xiàn)orced continuous mode）：使該引腳懸空（未連接任何東西）以實(shí)現(xiàn)快速瞬態(tài)響應(yīng)并控制開關(guān)頻率的諧波；

擴(kuò)頻模式（Spread spectrum mode）：將引腳連接至高電壓或高于3 V，以進(jìn)一步降低EMI輻射；

同步模式（Synchronous mode）：將引腳連接到外部時(shí)鐘，該時(shí)鐘將與源同步并在FCM中運(yùn)行；

該穩(wěn)壓器采用36引腳7mm×4mm LQFN封裝。

LT8648S在降壓型穩(wěn)壓器級(jí)中如何運(yùn)作？

對(duì)市場(chǎng)上的DC-DC降壓型穩(wěn)壓器進(jìn)行的快速調(diào)查將顯示，存在許多具有不同參數(shù)的選擇。

有些具有正確的電壓，但輸出電流很?。═I TPS62000系列的電流小于1 A）。 Maxim為uSLIC系列提供了可變的輸出電壓，但其最大輸出電流為2A。Pololu提供了另一種型號(hào)，其輸出能力為5 V和15 A，但尺寸較大（與LT8648S相比，Pololu D24V150F5的尺寸為43 mm x 31 mm ，即7毫米x 4毫米）。

如果您需要高輸出電流支持，TI的TPS546D24A DC-DC穩(wěn)壓器可提供40 A的輸出電流（級(jí)聯(lián)4個(gè)可提供160 A的輸出電流），但輸入電壓限制為3 V至16V。其封裝尺寸為7 V毫米x 5毫米與LT8648S相當(dāng)。

LT8648S的引腳配置和封裝尺寸。 圖片由Analog Devices提供

除了電流和電壓，還有EMI合規(guī)性問(wèn)題要處理。 LT8648S可以通過(guò)集成電容器幫助解決EMI法規(guī)遵從性問(wèn)題，并且仍然適合于非常小的封裝。 它的工作溫度范圍為-40°C至125°C，超過(guò)了大多數(shù)商業(yè)級(jí)解決方案的要求。

如果您希望控制EMI，那么LT8648S可能是一個(gè)很好的解決方案。

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