電源設計技巧之如何滿足電磁干擾需求
點擊數：21282019-05-24 16:42:30 來源: 重慶哥爾摩科技有限公司、電波暗室、電磁兼容暗室、汽車電子暗室、EMI系統測試、EMS系統測試、EMC測試附件、EMC測試天線
可以說在一般的開關電源研發設計中從開關節點到輸入引線的少量寄生電容(100毫微微法拉)會讓你無法滿足電磁干擾(EMI)需求。那100fF電容器是什么樣子的呢？一般情況下這種電容器不多。即使有，它們也會因寄生問題而提供寬泛的容差。不過在你的電源中很容易找到作為寄生元件的100fF電容器。只有處理好它們才能獲得符合EMI標準的電源。
圖1是這些非計劃中電容的一個實例。圖中的右側是一個垂直安裝的FET，所帶的開關節點與鉗位電路延伸至了圖片的頂部。輸入連接從左側進入，到達距漏極連接1cm以內的位置。這就是故障點，在這里FET的開關電壓波形可以繞過EMI濾波器耦合至輸入。
圖1. 開關節點與輸入連接臨近，會降低EMI性能
注意，漏極連接與輸入引線之間有一些由輸入電容器提供的屏蔽。該電容器的外殼連接至主接地，可為共模電流提供返回主接地的路徑。如圖2所示，這個微小的電容會導致電源EMI簽名超出規范要求。
圖2. 寄生漏極電容導致超出規范要求的EMI性能
這是一條令人關注的曲線，因為它反映出了幾個問題：明顯超出了規范要求的較低頻率輻射、共模問題通常很明顯的1MHz至2MHz組件，以及較高頻率組件的衰減正弦(x)/x分布。需要采取措施讓輻射不超出規范。我們利用通用電容公式將其降低了：C=ε˙A/d。
我們無法改變電容率(ε)，而且面積(A)也已經是最小的了。不過，我們可以改變間距(d)。如圖3所示，我們將組件與輸入的距離延長了3倍。最后，我們采用較大接地層增加了屏蔽。
圖3. 這個修改后的布局不僅可增加間距，而且還可帶來屏蔽性能
圖4是修改后的效果圖。我們在故障點位置為EMI規范獲得了大約6dB的裕量。此外，我們還顯著減少了總體EMI簽名。所有這些改善都僅僅是因為布局的調整，并未改變電路。如果您的電路具有高電壓開關并使用了屏蔽距離，您需要非常小心地對其進行控制。
由上述實例我們可以總結出來自離線開關電源開關節點的100fF電容會導致超出規范要求的EMI簽名。這種電容量只需寄生元件便可輕松實現，例如對漏極連接進行路由，使其靠近輸入引線。通常可通過改善間距或屏蔽來解決該問題。要想獲得更大衰減，需要增加濾波或減緩電路波形。
