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开关电源中的EMI抑制

<p>EMI(电磁干扰):从一个电路到另一个电路的耦合干扰,主要分为传导EMI(通过传输阻抗,电源线和地线等产生的耦合),辐射EMI(通过无线信号产生的耦合)。</p>

<p>EMC(电磁兼容):一个电气系统在其内部EMI或者外部EMI环境中仍能正常工作。</p>

<p>噪声源通过传导、辐射、电场和磁场这几种路径影响电源系统。</p>

<p>开关电源中辐射和传导主要来源:开关管频繁开关,电流路径中的寄生电容和寄生电感,未屏蔽的环境。</p>

<p>小环形天线的能量计算公式如下图:</p>

<p><img alt="小环形天线的能量计算公式" data-entity-type="file" data-entity-uuid="591fa359-c210-42a4-bc01-39c5d9a84c35" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%B0%8F%E7%8E%AF%E5%BD%A2%E5%A4%A9%E7%BA%BF.png" /></p>

<p>所以在PCB中可通过以下操作来减少噪声源:(1)减小di/dt中的高频分量和开关频率;(2)减小包含高频线路的环路面积;</p>

<p>PCB布局中优化EMI的步骤:</p>

<p>(1)确定关键路径。降压电路在输入端;升压在输出端;升降压在输入输出端均有。如下图</p>

<p>(2)确定元器件放置位置,使得高频路径短而粗</p>

<p>(3)返回电流选取具有最小阻抗的路径,完整的接地平面可提供镜像回流路径</p>

<p><img alt="PCB布局中优化EMI的步骤1" data-entity-type="file" data-entity-uuid="f4f55823-0979-4445-bfd3-3a3ff03bbea3" src="/sites/default/files/inline-images/PCB%E5%B8%83%E5%B1%80%E4%B8%AD%E4%BC%98%E5%8C%96EMI%E7%9A%84%E6%AD%A5%E9%AA%A41.png" /></p>

<p><img alt="PCB布局中优化EMI的步骤2" data-entity-type="file" data-entity-uuid="8ebe91a3-a2ea-4c64-b8cf-8ad0842389eb" src="/sites/default/files/inline-images/PCB%E5%B8%83%E5%B1%80%E4%B8%AD%E4%BC%98%E5%8C%96EMI%E7%9A%84%E6%AD%A5%E9%AA%A42.png" /></p>

<p><img alt="PCB布局中优化EMI的步骤3" data-entity-type="file" data-entity-uuid="9956e36e-21b8-464f-bae4-d015d3f25a17" src="/sites/default/files/inline-images/PCB%E5%B8%83%E5%B1%80%E4%B8%AD%E4%BC%98%E5%8C%96EMI%E7%9A%84%E6%AD%A5%E9%AA%A43.png" /></p>

<p>除了通过PCB布局来减少噪声源的方法之外,还可以通过保护敏感节点的方法:</p>

<p>(1)利用地平面或者电源平面进行屏蔽,可用多层板</p>

<p>(2)采样电路、补偿RC和反馈远离SW端</p>

<p>(3)信号线远离高di/dt路径</p>

<p>此外,还可以通过EMI滤波器减少输入端的噪声。EMI滤波器的详细设计可参考应用指南AN-2162</p>

<p><img alt="EMI滤波器的详细设计" data-entity-type="file" data-entity-uuid="031fc073-e548-4720-a38e-397cc844cdcb" src="/sites/default/files/inline-images/EMI%E6%BB%A4%E6%B3%A2%E5%99%A8%E7%9A%84%E8%AF%A6%E7%BB%86%E8%AE%BE%E8%AE%A1.png" /></p>

<p>这个一个简易的EMI滤波器,可有效抑制传导EMI,也就是我们常说的Π型滤波。</p>

<p><img alt="采用滤波器前后的传导EM" data-entity-type="file" data-entity-uuid="a005212d-a33e-4253-a3ec-3a439e9e4b29" src="/sites/default/files/inline-images/%E9%87%87%E7%94%A8%E6%BB%A4%E6%B3%A2%E5%99%A8%E5%89%8D%E5%90%8E%E7%9A%84%E4%BC%A0%E5%AF%BCEMI.png" /></p>

<p>文章来源:<a href="http://blog.csdn.net/xiaobai20131&quot; id="uid" target="_blank">baihengpei</a></p>