電子設(shè)備在工作時會產(chǎn)生電磁波，電磁波相互干擾會對敏感電路產(chǎn)生不好的影響，在嚴重的情況下會導(dǎo)致電路無法正常工作。這就是降低EMI能夠提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要原因。 本文討論了EMI如何影響消費類電子和敏感設(shè)備性能，例如家用電器，警報系統(tǒng)和車庫門開啟器。 

如何優(yōu)化EMI 

 

在開關(guān)電源的設(shè)計中，電路設(shè)計和電路板布局是解決EMI問題的兩個關(guān)鍵點。 在電路設(shè)計中，開關(guān)頻率以及開關(guān)節(jié)點上的振鈴（圖1）會產(chǎn)生電磁干擾（ＥＭＩ）。 

 

圖一：典型開關(guān)電源應(yīng)用電路

 

兩種方式可有效優(yōu)化EMI：開關(guān)頻率控制法和防振鈴控制法 

 

開關(guān)頻率控制法 

 

通過延長開關(guān)節(jié)點的開關(guān)上升時間和下降時間來降低dV / dt變化速率，從而減少了EMI（見圖2，圖3，圖4和圖5）。    

 

 

防振鈴控制法 

 

開關(guān)節(jié)點上的振鈴會導(dǎo)致EMI問題的出現(xiàn)。 器件的振鈴越多，EMI性能就越差（圖6）。 在SW和GND之間增加一個1k Ω電阻（R）和另一個開關(guān)（S1）可減輕振鈴。 在輕載的情況下，當(dāng)HS和LS開關(guān)均關(guān)斷時，S1導(dǎo)通，使L1的部分電流通過R和S1釋放到GND（圖7）。  

 

圖六：SW 處較多振鈴（無防振鈴控制）

 

圖七：SW 處較少振鈴（有防振鈴控制）（測試條件：VIN = 12V, VOUT = 3.3V, IOUT = 10mA） 

 

圖8和圖9展示了通過開關(guān)速度控制和防振鈴控制而實現(xiàn)的EMI降低。

 

 

可改善EMI的PCB布局 

 

開關(guān)電源的反饋信號是對電磁干擾非常敏感的模擬信號，并且容易受到其自身的開關(guān)信號的干擾。良好的布局可以減少這種EMI干擾，而不良的布局可能會產(chǎn)生較大的紋波，甚至?xí)?dǎo)致電源無法正常工作。 

 

以下是通過元件放置和PCB布局實現(xiàn)更好的EMI性能的一些技巧： 

 

●  將輸入濾波電容靠近IC放置（圖10）。

 

圖十：輸入電容靠近IC放置，電磁場更小

 

●  使用屏蔽電感

●  使用小的SW pad布局（圖11）

 

 

●  IC GND與系統(tǒng)GND使用單點連接

●  保持輸入地和GND之間的連接盡可能短和寬

●  通過多個過孔或?qū)捵呔€將VCC電容的接地連接到IC的接地

●  輸入電容與IN引腳之間的連線盡可能寬且短

●  確保所有的反饋都直接連接且連線短

●  反饋電阻和補償器件都盡可能的靠近芯片

●  將SW信號遠離敏感的模擬信號，例如FB信號

 

 針對消費電子及射頻敏感類應(yīng)用的優(yōu)化 

 

在這個電子設(shè)備遍布的世界中，從家用電器到消費電子產(chǎn)品和對射頻敏感的設(shè)備（例如車庫門開啟器和警報系統(tǒng)），EMI現(xiàn)象都可能導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)不必要的交互和操作問題。 MP2317系列通過優(yōu)化EMI性能來解決此問題，同時MP2317系列擁有簡單的封裝且支持使用單層PCB板進行設(shè)計使制造更加簡單和經(jīng)濟。 

 

MP2317系列可以用作次級側(cè)DC / DC變換器（圖12）。 

 

圖十二：在空調(diào)中的應(yīng)用

 

MP2317系列的主要特點：

 

●  7.5V 到26V大范圍輸入電壓

●  150uA小靜態(tài)電流

●  出色的負載線路調(diào)整率以及瞬態(tài)響應(yīng)（圖15）

●  效率最高可達96%，在12V轉(zhuǎn)5V/20mA時，效率可達80%（圖13）

●  全面的保護（過溫保護OTP，低壓保護UVLO，過流保護OCP）以提高可靠性和使用壽命

 

圖十三：MP2317效率圖

 

圖十四：MP2317（U1）單層板布局圖(測試條件: VIN = 12V, VOUT = 5V)  

 

圖十五：MP2317 快速負載瞬態(tài)響應(yīng)(測試條件: VIN = 12V, VOUT = 5V, L = 10μH) 

 

結(jié)論： 

 

除了對電路的可靠性有著至關(guān)重要的EMI優(yōu)化問題之外，電路的制造簡便性也很重要。MPS的1A / 2A / 2.5A 26V高效開關(guān)穩(wěn)壓器--MP2317，MP2344和 MP2345系列，采用了小型6引腳SOT23封裝和大引腳間距（0.95mm），這種封裝方式能夠使用單層PCB進行布局， 以此簡化制造工藝以節(jié)省制造成本。 這個系列三個不同電流值的開關(guān)穩(wěn)壓器使用同一種封裝且互相Pin-to-Pin兼容，系統(tǒng)工程師無需更改PCB即可靈活切換到不同電流值的開關(guān)穩(wěn)壓器上，從而節(jié)省設(shè)計時間和成本。

 

 

推薦閱讀：