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DC-DC转换器EMI工程师指南(第3部分):了解电源 阶段寄生

2022-5-25 09:59| 发布者: 闪电| 查看: 36| 评论: 0|原作者: Timothy Hegarty

摘要: dc-dc转换器中半导体器件的高频开关是传导和辐射发射。本系列文章的第2部分【1,2】回顾了差模(DM)以及来自dc-dc转换器的共模(CM)传导噪声干扰。通过分离DM和CM在电磁干扰(EMI)测试期间,您可以从总噪声测量中 ...


变换器开关波形的解析建模


如第2部分所述,开关节点电压上升和下降沿代表CM的主要来源非隔离转换器中的噪声和电场耦合。在电磁干扰分析中,电磁干扰的上限或“频谱包络”

功率转换器噪声排放的谐波含量,与单个谐波分量,是设计师最感兴趣的。开关波形的简化分析模型允许您轻松确定时域波形参数对结果频率的影响谱

为了了解与开关节点电压相关的谐波频谱包络,图3近似时域波形。每个段的特征是其振幅(VIN)、占空比(D),上升和下降时间(tR和tF)以及脉冲宽度(t1),定义在上升和下降的中点之间边缘。

傅立叶分析表明,谐波振幅包络是一个具有角频率的双正弦函数f1和f2,取决于时域波形的脉冲宽度和上升/下降时间。[12] 您可以应用buck开关单元梯形MOSFET电流波形的类似处理。适用的测得的电压和电流波形中的频率分量可以表示振铃开关电压和电流波形边缘的特性(由寄生回路电感产生和体二极管反向恢复)。



图3:。脉冲对开关节点电压梯形波形及其频谱包络的影响宽度和上升/下降时间。


通常,电感LLOOP会增加MOSFET漏源峰值电压尖峰。它还加剧了开关节点电压振铃,影响50 MHz至200 MHz范围内的宽带EMI。显然,这是至关重要的

使电源回路的有效回路长度和封闭面积最小。这不仅可以减少寄生电感,但磁场自消除可以使用图像接地层来减少磁耦合辐射能量从有效的环形天线结构发出。


根据回路电感和输入的比率,传导噪声发生在降压调节器的输入侧电容器ESL。幸运的是,如果buck输出电感具有高自谐振频率(SRF)。换句话说,电感器应具有低有效并联电容(EPC)以获得从开关节点到VOUT网络的高传输阻抗。输出噪声是额外的由低阻抗输出电容器过滤。



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