1 簡介

根據(jù)麥克斯韋方程，任何時變電場都會產(chǎn)生時變磁場。這些場線穿過空間，可以通過寄生電容和電感耦合到其他系統(tǒng)中。這些耦合信號可能會在敏感信號上引起不需要的電場，從而影響任何受擾系統(tǒng)。根據(jù)此原理，任何具有不同電流的應用都可能產(chǎn)生不必要的 EMI。不過，本應用手冊重點介紹了一種常用的功率拓撲，即降壓轉換器。

在核心部分，降壓轉換器接受輸入電壓并將其轉換為較低的穩(wěn)定輸出電壓。降壓轉換器最常見的形式是在鎖存器配置中使用兩個開關，將它們交替開關。當輸入電壓饋入降壓轉換器時，開關會產(chǎn)生脈寬調制 (PWM) 信號，在源電位 (VIN) 和返回電位 (GND) 之間交替。一旦 PWM 脈沖通過降壓轉換器輸出級的電感電容濾波器進行平均，降壓轉換器就會有效地將高電勢降壓 到較低電勢。此外，輸出電壓經(jīng)過檢測并反饋至 IC，從而實現(xiàn)穩(wěn)壓輸出。與通用低壓降穩(wěn)壓器 (LDO) 等其他常見的電源轉換器拓撲相比，降壓轉換器可以將高電勢轉換為低電勢，并具有更高的效率。由于 MOSFET 開關被驅動至線性運行區(qū)域，因此降壓轉換器的功率耗散低于 LDO，因而這些器件非常適合高功率應用或低功率耗散至關重要的系統(tǒng)。

與 LDO 相比，使用降壓轉換器的主要權衡之一是產(chǎn)生的 EMI 量更高。為了實現(xiàn)高效轉換，降壓轉換器在兩個 MOSFET 之間節(jié)點處交替變化電壓 (dv/dt)。因此，降壓轉換器環(huán)路的一部分會產(chǎn)生時變電流 (di/dt)，如圖 1-2 所示。高 dv/dt 和 di/dt 波形共同發(fā)射表征 EMI 噪聲的時變電場及磁場。如果可以緩解降壓轉換器的 EMI 噪聲，該設計將具有高效且足夠安靜的電源。

要實現(xiàn)足夠安靜的系統(tǒng)，第一步是從 EMI 的角度了解什么符合安靜條件。20 世紀 30 年代，成立了國際無線電干擾特別委員會 (CISPR)，以制定限制系統(tǒng)高頻電壓干擾的標準。美國聯(lián)邦通信委員會 (FCC) 在 20 世紀 80 年代采用了 CISPR 指南，作為在所有商業(yè)銷售電子器件之間強制實施 EMC 合規(guī)性的方法。采用的 CISPR 指南概述了所有類型系統(tǒng)的干擾電壓的不同限制。由于 TPSM33620-Q1 是汽車器件，因此本文的重點是通過 CISPR25 汽車標準符合 EMC 要求。

CISPR EMI 標準包括傳導和輻射 EMI 的限制。任何器件若要通過 CISPR 標準，必須同時實現(xiàn)傳導和輻射合規(guī)性。傳導 EMI 表示由于發(fā)射極及接收器之間的電氣連接而產(chǎn)生的 EMI 部分。另外，輻射 EMI 表示 EMI 的分量，該分量從空氣輻射到未以電氣方式連接到 EMI 發(fā)射器的接收器。許多降壓轉換器應用都無法同時滿足傳導和輻射 EMI 標準，需要各種濾波和電路板設計技術才能實現(xiàn) EMC。本應用手冊的其余部分討論了 TPSM33620-Q1 上用于通過 CISPR25 汽車 5 類 EMI 標準的常見 EMI 緩解技術。