采用DC/DC降壓穩(wěn)壓器優(yōu)化汽車的EMI


原標題:采用DC/DC降壓穩(wěn)壓器優(yōu)化汽車的EMI
采用DC/DC降壓穩(wěn)壓器優(yōu)化汽車的EMI(電磁干擾)是一個復(fù)雜但至關(guān)重要的任務(wù),以下是一些具體的優(yōu)化策略:
一、理解EMI產(chǎn)生原因
DC/DC降壓穩(wěn)壓器在汽車應(yīng)用中因其高效率和大功率輸出而受到青睞,但其開關(guān)特性會產(chǎn)生EMI,這主要源于輸入紋波、附近電路的電磁耦合以及電磁輻射。這些EMI會干擾AM/FM無線電接收器和其他敏感設(shè)備,如主機或高級駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS)傳感器,嚴重時會在無線電和主機音頻中產(chǎn)生靜態(tài)噪聲或其他類型的噪聲,干擾ADAS傳感器,并降低其他系統(tǒng)的性能。
二、優(yōu)化策略
1. 優(yōu)化電路板布局
減小節(jié)點表面積:通過快速變化的電壓(高dv/dt)減小節(jié)點的表面積。
減小電流環(huán)路面積:通過快速變化的電流(高di/dt)減小電流環(huán)路的面積。
合理放置組件:將功率電感器、輸入電容器等關(guān)鍵組件放置在最佳位置,以最大程度地降低EMI。
2. 利用IC功能
擴頻功能:擴展諧波能量以減少峰值和平均EMI測量值。通過對尖峰時鐘進行調(diào)制處理,使其從一個窄帶時鐘變?yōu)橐粋€具有邊帶的頻譜,將尖峰能量分散到展頻區(qū)域的多個頻率段,從而降低EMI。
擺率控制:通過減慢開關(guān)環(huán)的上升時間來減少振鈴和EMI。這可以通過增加一個與啟動電容器串聯(lián)的電阻(幾歐姆的數(shù)量級)來實現(xiàn),某些器件還具有專用的啟動電阻器引腳。
3. 增加電路
輸入濾波器:使用輸入濾波器(差模濾波器)來抑制EMI。
集成電容器:在DC/DC降壓轉(zhuǎn)換器中集成電容器,可以進一步減小輸入寄生電感,對EMI有巨大的幫助。
4. 封裝技術(shù)
消除內(nèi)部鍵合線:如TI的HotRod封裝,消除了輸入電容器不連續(xù)電流的高di/dt環(huán)路路徑中的鍵合線,降低了環(huán)路電感,從而減少了振鈴和EMI。
優(yōu)化引腳排列:通過整理引腳位置來提高EMI性能,如將VIN和GND(或PGND)引腳彼此相鄰放置,以便為電容器的連接提供最佳位置。采用對稱的引腳排列可以進一步降低EMI。
三、遵循標準與測試
工程師需要設(shè)計符合官方標準的系統(tǒng),如CISPR 25 Class5。在電路板布局和組件選擇過程中,應(yīng)始終考慮這些標準,并進行必要的測試以確保系統(tǒng)滿足要求。
四、結(jié)論
采用DC/DC降壓穩(wěn)壓器優(yōu)化汽車的EMI是一個涉及多個方面的任務(wù)。通過優(yōu)化電路板布局、利用IC功能、增加電路以及采用先進的封裝技術(shù),可以有效地降低EMI并提高系統(tǒng)的可靠性。同時,遵循相關(guān)標準和進行測試也是確保系統(tǒng)性能的關(guān)鍵步驟。
責任編輯:David
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