降低电源管理电路中的EMI干扰的方法

选择合适的开关dc-dc降压电源器件,同时将emi干扰的影响降至最低,这似乎是一种平衡。本文讲述关于如何使用adi的新型集成稳压器来达成这一设计目标的想法。
在电子系统和设备设计中,开发人员总是会遇到电磁干扰(emi)。选择合适的开关dc-dc降压调节器,同时将emi降至最低,这似乎是一种平衡。
在本文中,我们将讨论什么是emi,以及如何使用analogdevice的新型集成稳压器的应用来降低电源管理电路中的emi。我们还将看到这种特殊的dc-dc降压稳压器如何与业内其他同类产品竞争的。
什么是emi?
emi是从开关电源和其他电源所产生的有害能量的一种形式。不受控制的emi干扰不仅会干扰其他电气设备,而且有可能会违反fcc的规定。
在电路,模块和组件附近的环境中,这种emi电噪声会影响敏感的通信设计,例如rf和其他音频设计。
使用5vdc的电子设备和设计在汽车,电信,工业,医疗,计算机和军事等应用中非常普遍。通常,电路会使用降压稳压电源(buck电源)从系统电源获得所需的5v输入,或者从更高的电压源中进行转换得到。
lt8648s的辐射emi性能和传导emi性能。图片由adi提供
但是,开关稳压器很容易通过传导或辐射产生emi辐射。传导的emi辐射遵循导线和印刷电路板(pcb)的走线,从而影响产品电路。
整个电路都会产生emi干扰辐射,但不幸的是,直到完成整个印刷电路pcb板组件(带有完全填充组件的pcb)后,才能对它进行全面测试。如果无法通过emi测试,则需要重新布局pcb,而一般来说这样做的成本很高。
如何降低电源管理电路中的emi干扰
为了降低开关稳压器中的emi,开发人员可以添加外部分立电路或金属屏蔽。设计人员还可以使用集成稳压器(如analogdevice的新型lt8648s)来实现降压并降低emi。
lt8648s是一款同步降压型(buck)dc-dc稳压器,基于第二代专有的静音开关架构,具有一个内部旁路电容器以降低辐射emi。电容器将吸收多余的emi电流(在充电模式下)。此外,开发人员可以通过建议的pcb布局,通过在调节器附近添加两个小的1微法(uf)电容器来进一步降低emi。
lt8648s的典型应用。图片由analogdevices提供
这种稳压器接受3v至42v的输入电压,并支持1a至15a的输出电流,适用于汽车,工业和通信系统。它可以在高频下实现高转换效率(在1mhz,12vin至5vout时高达95.5%的效率以及在2mhz,12vin至5vout时高达93%的效率),有助于通过cispr25的5级(class5)的emi峰值限制。
此外,该电源可以通过不同的连接引脚32的方式来设置为能够在四种不同模式下运行。
突发模式(burstmode)操作:将引脚接地,这将降低静态电流(待机);
强制连续模式(fcm,forcedcontinuousmode):使该引脚悬空(未连接任何东西)以实现快速瞬态响应并控制开关频率的谐波;
扩频模式(spreadspectrummode):将引脚连接至高电压或高于3v,以进一步降低emi辐射;
同步模式(synchronousmode):将引脚连接到外部时钟,该时钟将与源同步并在fcm中运行;
该稳压器采用36引脚7mm×4mmlqfn封装。
lt8648s在降压型稳压器级中如何运作?
对市场上的dc-dc降压型稳压器进行的快速调查将显示,存在许多具有不同参数的选择。
有些具有正确的电压,但输出电流很小(titps62000系列的电流小于1a)。maxim为uslic系列提供了可变的输出电压,但其最大输出电流为2a。pololu提供了另一种型号,其输出能力为5v和15a,但尺寸较大(与lt8648s相比,pololud24v150f5的尺寸为43mmx31mm,即7毫米x4毫米)。
如果您需要高输出电流支持,ti的tps546d24adc-dc稳压器可提供40a的输出电流(级联4个可提供160a的输出电流),但输入电压限制为3v至16v。其封装尺寸为7v毫米x5毫米与lt8648s相当。
lt8648s的引脚配置和封装尺寸。图片由analogdevices提供
除了电流和电压,还有emi合规性问题要处理。lt8648s可以通过集成电容器帮助解决emi法规遵从性问题,并且仍然适合于非常小的封装。它的工作温度范围为-40°c至125°c,超过了大多数商业级解决方案的要求。
如果您希望控制emi,那么lt8648s可能是一个很好的解决方案。


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