在规划开关电源时，您或许听说过电磁搅扰(EMI)
越来越多的使用有必要经过EMI规范，制造商才取得商业转售同意。开关电源意味着器材内部有电子开关，EMI可经过它产生辐射。
本文将介绍开关电源中EMI的来历以及下降EMI的办法或技能。本文还将向您展现电源模块(控制器、高侧和低侧FET及电感器封装为一体)怎么协助下降EMI。
开关电源中EMI的来历
首要，有必要尊重物理规律。依据麦克斯韦方程组，沟通电可产生电磁场。每个电导体中均会呈现这种现象，其本身带有一些能够构成振荡电路的电容和电感。该振荡电路以特定频率(f=1/(2*π*sqrt(LC)))将电磁能辐射到空间中。该电路充任电磁能的发射器，但也能够接纳电磁能并充任接纳器。天线规划是为了最大化传输或接纳能量。
但并非每个使用都应该像天线相同，并且这种规划或许会产生负面影响。例如，开关降压电源规划用于将较高的电压转化为较低的电压，但它们一起也充任了(有害的)电磁波发射器，或许搅扰其他使用，例如搅扰AM频段。这种效应称为EMI。
为了保证功用正常运转，最大极限地削减EMI源非常重要。世界无线电搅扰特别委员会(CISPR)界说了各种规范，如作为轿车电气使用基准的CISPR 25，以及针对信息技能设备的CISPR 22。
怎么下降电源规划的EMI辐射呢?一种办法是用金属彻底屏蔽开关电源。但在大多数使用中，由于本钱和空间的原因，这种办法无法完成。一种更好的办法是削减和优化EMI源。许多文献现已具体评论了这一专题;本文引荐了两种方法。
让我们回忆一下开关电源中EMI的首要来历，以及为什么电源模块能够协助您轻松下降EMI。
减小布局中的电流环路
望文生义，开关电源是用来进行转化的。它们的效果是以几百千赫到几兆赫的频率翻开和封闭输入电压。这就导致了快速电流转化(dI/dt)和快速电压转化(dV/dt)。依据麦克斯韦方程组，沟通电流和电压产生交变电磁场。这些电磁场从其原点径向分散，它们的强度随间隔而下降。
图1.来自开关电源的EMI会对负载和主电源产生影响。
图2.在输入端、开关和输入电容器之间构成临界电流环路。
图3.减小环路区域有助于下降EMI
磁场和电场会搅扰使用的导电部件(例如，印刷电路板[PCB]上的铜迹线，就像天线相同)并在线路上产生额定的噪声，这样又会导致产生EMI(见图1)。实际上几瓦功率的转化就会扩展EMI的辐射规模。
图4.引脚摆放有助于减小环路面积。左图：优化的引脚摆放;右图：非优化布局，简直无法构成杰出的布局。
辐射的电磁能与其流过的电流量(I)和环路面积(A)成正比。减小沟通电流和电压环路的面积有助于下降EMI(见图2和图3)。
着眼于引脚摆放(见图4)能够协助您经过减小高dI/dt环路面积来更好地规划杰出布局。例如，开关节点能够引发高电流改变(dI)和高电压转化(dV)。杰出的引脚摆放能够别离噪声灵敏引脚和噪声引脚。开关节点和发动引脚应尽或许远离噪声灵敏型反应引脚。此外，输入引脚和接地引脚应相邻。这样便简化了PCB上的布线和输入电容器的放置。
图5显现了LMR23630 SIMPLE SWITCHER®转化器的改善评价模块(EVM)。两个输入电容器间隔输入引脚约2.5厘米。之所以如此摆放，是为了模仿不良布局，由于电流环路区域(图5中的赤色矩形)比数据表所要求和主张的要大。图5中的椭圆形赤色形状表明转化器和电感器之间的开关节点。IC和电感器之间的环路面积越小越好。
图6中的曲线图显现了LMR23630转化器的EMI辐射，其间只要VIN、GND和输入电容器之间构成的环路面积不同。杰出的布局中电容器尽或许接近输入引脚和接地引脚(环路面积尽或许地小)。而不良的布局中输入电容器间隔输入引脚2.5厘米，然后构成一个较大的环路面积。
图6.LMR23630转化器输入电容布局对EMI辐射的影响。
