EMI建模能力
對(duì)任何電路進(jìn)行建模都是早期評(píng)估設(shè)計(jì)性能的重要方法，因此在縮短設(shè)計(jì)周期方面起著關(guān)鍵作用。
EMI建模是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，涉及PCB的時(shí)域電路分析和頻域電磁仿真。
通過(guò)減少設(shè)計(jì)迭代次數(shù)，對(duì)EMI發(fā)射進(jìn)行建模可以更快速地滿足EMI標(biāo)準(zhǔn)限制。
讓我們回顧一下可用于建模EMI的一些選項(xiàng)。
使用WEBENCH®設(shè)計(jì)工具進(jìn)行低頻EMI設(shè)計(jì)
WEBENCH輸入濾波器設(shè)計(jì)工具可幫助您自動(dòng)設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)妮斎霝V波器，以減輕符合CISPR 32和CISPR 25等標(biāo)準(zhǔn)的低頻（<30 MHz）傳導(dǎo)EMI噪聲。該工具優(yōu)化過(guò)濾器大小，同時(shí)確保設(shè)計(jì)符合特定標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)計(jì)濾波器時(shí)，保證了濾波器的穩(wěn)定性和變換器回路的穩(wěn)定性。此在線工具支持100多個(gè)TI power設(shè)備。
讓輸入EMI濾波器電感器保持無(wú)阻尼狀態(tài)是一個(gè)常見(jiàn)的錯(cuò)誤，這會(huì)對(duì)總體設(shè)計(jì)穩(wěn)定性產(chǎn)生負(fù)面影響。WEBENCH設(shè)計(jì)工具對(duì)輸入濾波器和開(kāi)關(guān)電源進(jìn)行阻抗分析（如下圖23所示），并建議適當(dāng)?shù)淖枘峤M件以確保穩(wěn)定性。
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增強(qiáng)型熱棒? QFN公司
增強(qiáng)型HotRod quad flat no lead（QFN）封裝提供了HotRod封裝的所有EMI降低功能，并具有更低開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電容的額外優(yōu)勢(shì)，從而大降低了振鈴。在具有增強(qiáng)型熱棒QFN的設(shè)備中，寄生在輸入電壓（VIN）和接地（GND）引腳上的電阻-導(dǎo)體-電容器（RLC）也較低
與HotRod軟件包相比。
LM60440-Q1降壓轉(zhuǎn)換器采用增強(qiáng)型熱棒QFN，下頁(yè)圖18顯示了引腳和電路板布局。增強(qiáng)型HotRod QFN不僅提高了效率，還包括封裝中心有一個(gè)大型模具連接墊（DAP）的封裝外形。與熱棒封裝相比，DAP有助于通過(guò)PCB更好地散熱，并將結(jié)溫升高降低15%以上。此外，VIN、GND和開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)引腳上較低的RLC寄生也會(huì)提高效率并降低EMI。正如預(yù)期的那樣，這會(huì)產(chǎn)生更好的EMI，尤其是在交換機(jī)節(jié)點(diǎn)振鈴頻帶周圍
如下圖19所示。
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集成輸入旁路電容器
如前所述，由于開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)振鈴的增加，大輸入功率環(huán)路在高頻段會(huì)導(dǎo)致更高的發(fā)射。
在設(shè)備封裝內(nèi)集成高頻輸入去耦電容器有助于將輸入回路寄生降至比較低，從而減少EMI。
該技術(shù)用于LMQ62440-Q1降壓轉(zhuǎn)換器，如下圖20所示。除了減少輸入功率回路電感外，輸入高頻電容器的封裝集成還有助于使解決方案更不受終端系統(tǒng)電路板布局變化的影響。
下頁(yè)的圖21比較了LMQ62440-Q1的輻射EMI（相同板上的相同條件），包括集成和不集成旁路電容器。結(jié)果表明，在**嚴(yán)格的電視頻段（200至230 MHz）內(nèi)，發(fā)射降低了9 dB，這有助于系統(tǒng)保持在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的EMI限值下，而無(wú)需在電路板上安裝其他組件。
DC/DC控制器-穩(wěn)壓IC-輸出電流由外部MOSFET設(shè)置，這使設(shè)計(jì)者能夠優(yōu)化效率和性能。堅(jiān)強(qiáng)的TI控制器中的MOSFET驅(qū)動(dòng)器可以驅(qū)動(dòng)更多的外部MOSFET。電荷泵-TI的低壓電荷泵系列--穩(wěn)壓IC提供了一種低噪聲解決方案，無(wú)需電感器即可提高電壓。電荷泵達(dá)到90%的峰值效率，對(duì)于300mA以下的輸出電流非常有用。訪問(wèn)TECH-TREK官網(wǎng)通過(guò)簡(jiǎn)單的提供系統(tǒng)的電壓和輸出電流。
采用TI***的電源模塊產(chǎn)品組合進(jìn)行設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)寬輸入電壓和輸出電流范圍、靈活的封裝選項(xiàng)和易于使用的集成解決方案，適用于各種非隔離、工業(yè)、醫(yī)療和通信應(yīng)用。
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穩(wěn)壓IC專題
由于DC/DC轉(zhuǎn)換器的功率路徑中存在寄生電感，高轉(zhuǎn)換率還會(huì)導(dǎo)致高頻開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)振鈴，從而進(jìn)一步增加振鈴頻率及以上的發(fā)射。
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下頁(yè)的圖7顯示了切換節(jié)點(diǎn)上的轉(zhuǎn)換速率和相關(guān)振鈴如何影響排放。限制開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換引起的EMI發(fā)射的傳統(tǒng)方法是通過(guò)在開(kāi)關(guān)設(shè)備的柵極驅(qū)動(dòng)路徑中添加有意的電阻來(lái)降低它們的速度。這會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)換速度變慢，導(dǎo)致更快的發(fā)射衰減，并在振鈴頻率下減少8到10 dB的發(fā)射。然而，這種開(kāi)關(guān)邊緣的減速會(huì)導(dǎo)致開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器的峰值電流效率降低2%-3%。
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TI穩(wěn)壓IC的EMI不再是事后諸葛亮，因?yàn)樗锌赡茉谠O(shè)計(jì)階段后期造成重大挫折，這將耗費(fèi)時(shí)間和金錢(qián)。
開(kāi)關(guān)電源（SMPS）是現(xiàn)代技術(shù)中**普遍的電路之一，在大多數(shù)應(yīng)用中，它比線性穩(wěn)壓器的效率有了極大的提高。
但這種效率是有代價(jià)的，因?yàn)殚_(kāi)關(guān)電源中的功率金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MOSFET）的開(kāi)關(guān)使其
是電磁干擾的主要來(lái)源，而電磁干擾反過(guò)來(lái)又會(huì)影響可靠性。EMI主要來(lái)自不連續(xù)的輸入電流、開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)上的快速轉(zhuǎn)換率、，
以及功率環(huán)路中寄生電感引起的沿開(kāi)關(guān)邊緣的附加振鈴。
下頁(yè)的圖1說(shuō)明了這些元素中的每一個(gè)如何使用buck轉(zhuǎn)換器拓?fù)湓诓煌念l帶中表現(xiàn)出來(lái)。
例如。隨著壓力的增加，增加開(kāi)關(guān)頻率以減小尺寸和成本，并增加轉(zhuǎn)換率以提高
效率、電磁干擾問(wèn)題加劇。因此，有必要結(jié)合具有成本效益且易于集成的EMI緩解技術(shù)不要影響電源設(shè)計(jì)。
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