4 EMI 和 EMI 濾波器比較

功率級(jí)設(shè)計(jì)需要特別注意細(xì)節(jié)，以避免噪聲敏感電路上出現(xiàn)不安全的電磁干擾，尤其是在具有 CISPR 32 和 CISPR 25 等 EMI 要求的應(yīng)用中。雖然較新的控制器設(shè)計(jì)具有降低 EMI 的特性，例如 LM5149-Q1 中的雙隨機(jī)展頻 (DRSS) 和有源 EMI 濾波 (AEF)，但電源設(shè)計(jì)的布局對(duì)于 EMI 性能至關(guān)重要。在控制器、FET、輸入和輸出電容器等關(guān)鍵元件之間形成高寄生環(huán)路（如圖 4-1 所示），通過良好布局盡量減少這些環(huán)路可提高 EMI 性能。請(qǐng)參閱通過優(yōu)化的功率級(jí)布局免費(fèi)提升高電流直流/直流穩(wěn)壓器的 EMI 性能 應(yīng)用手冊(cè)。

圖 4-1 控制器設(shè)計(jì)中形成的寄生環(huán)路

轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)會(huì)盡可能減少控制器和 FET 之間的寄生環(huán)路。僅此因素對(duì)控制器和轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)之間的 EMI 性能有很大影響，可在每個(gè)設(shè)計(jì)所需的 EMI 濾波器中看到。圖 4-2 展示了使用帶 DRSS 的轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)通過 CISPR25 5 類（面向汽車應(yīng)用的嚴(yán)格 EMI 規(guī)范）測試所需的 EMI 濾波器。圖 4-3 和圖 4-4 展示了不具有降低 EMI 的特性，無法滿足相同 EMI 規(guī)范的控制器設(shè)計(jì)所需的更大濾波器和屏蔽。

注： 圖中突出顯示了 EMI 濾波器，大小約為 230mm2

圖 4-2 LM70880-Q1 EVM EMI 濾波器

注： 圖中突出顯示了 EMI 濾波器的一部分，其值約為 145mm2

圖 4-4 LM5146-Q1 EVM 后端 EMI 濾波器

注： 圖中突出顯示了 EMI 濾波器的一部分，其值約為 390mm2

圖 4-3 LM5146-Q1 EVM 前端 EMI 濾波器

EMI 濾波器會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)尺寸和總成本產(chǎn)生很大影響，但確定這一點(diǎn)頗具挑戰(zhàn)性。有時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要完成其初始設(shè)計(jì)和布局，然后才能測試其電路的 EMI 性能并確定他們系統(tǒng)所需的 EMI 裕度。這可能與向?yàn)V波器添加更多無源器件（例如輸入電容器、鐵氧體磁珠）一樣簡單，或者使用更大的濾波電感器，但可能還需要額外的設(shè)計(jì)時(shí)間來優(yōu)化電路布局。轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)可能需要更少的設(shè)計(jì)工作和 EMI 濾波器元件，以符合 EMI 標(biāo)準(zhǔn)，從而節(jié)省時(shí)間、成本和減小設(shè)計(jì)尺寸。