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如何解决汽车系统的稳压器噪声EMI问题

应对开关稳压器的噪声辐射问题

在汽车环境中,开关稳压器通常用于取代注重散热和效率的区域的线性稳压器。此外,开关稳压器通常是输入电源总线的第一个有源部件,因此对于整个转换器电路EMI性能有显著影响。

EMI辐射有两种类型:传导型和辐射型。EMI这取决于连接到产品的导线和电路布线。由于噪声仅限于方案设计中的特定终端或连接器,通过上述良好的布局或滤波器设计,通常可以确保在开发过程的早期阶段符合传导类型EMI要求。

但是,辐射型EMI但另当别论了。电路板上携带电流的所有部件都辐射一个电磁场。电路板上的每条布线都是天线,每个铜平面都是谐振器。除了纯弦波或DC电压,任何信号都会产生覆盖整个信号频谱的噪音。即使经过仔细设计,设计师也永远不会真正知道辐射型,直到系统被测试。EMI会有多严重。而且在设计基本完成之前,不可能正式辐射。EMI测试。

滤波器可以在一定频率或整个频率范围内衰减强度EMI。部分能量通过空间(辐射)传播,因此可以增加金属屏蔽和磁屏蔽来衰减。PCB增加铁氧体磁珠和其他滤波器可以控制线上(传导)的部分。EMI不可能完全消除,但可以衰减到其他通信和数字组件可接受的水平。此外,几家监管机构强制执行一些标准,以确保符合要求EMI要求。

采用表面安装技术的新型输入滤波器组件的性能优于通孔组件。然而,这种改进被开关稳压器开关工作频率的增加所抵消。更快的开关转换产生了更高的效率、最短的开关和断开时间,从而产生了更高的谐波重量。当所有其他参数,如开关容量和转换时间保持不变时,开关频率增加一倍,EMI就恶化6dB。宽带EMI性能就像一阶高通滤波器。如果开关频率增加10倍,将增加20倍dB辐射。

电磁兼容领域,有经验的PCB设计师将设计一个非常小的热环,并使屏蔽层尽可能靠近源层。然而,设备引脚配置、包装结构、热设计要求和去耦组件中储存足够能量所需的包装尺寸决定了热环的最小尺寸。更复杂的问题是,在典型的平面印刷电路板中,线路之间高于30MHz由于谐波频率越高,抵消所有滤波器的努力,因为谐波频率越高,不需要的磁耦合就越有效。


相关关键词: EMI
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