EMI測(cè)試是設(shè)計(jì)移動(dòng)電源的一個(gè)關(guān)鍵性挑戰(zhàn)

移動(dòng)電源設(shè)計(jì)的關(guān)鍵設(shè)計(jì)測(cè)試是由EMI電子工程師經(jīng)常擔(dān)心測(cè)試EMI測(cè)試失敗。若電路EMI幾次測(cè)試失敗將是一場(chǎng)噩夢(mèng)。你必須日夜工作EMI實(shí)驗(yàn)室工作可以解決問(wèn)題，防止商品發(fā)布延遲。對(duì)于移動(dòng)電源等消費(fèi)品，設(shè)計(jì)周期短，EMI驗(yàn)證限制嚴(yán)格，想加足夠的EMI過(guò)濾器順利完成EMI測(cè)試。但是你不想增加空間，也不想在電路層面增加太多的成本，這似乎很難兩者兼而有之。

TIdesign低輻射EMI變壓器參考設(shè)計(jì)（PMP9778)帶來(lái)了這樣的解決方案。可適用于2.7-4.4V輸入電壓.5V/3A.9V/2A和12V/1.5A功率，只適用于移動(dòng)電源應(yīng)用軟件。根據(jù)布局和布局的升級(jí)TI設(shè)計(jì)能獲得的裕度比在EN55022和CISPR22B六聲貝高于級(jí)輻射測(cè)試。讓我們來(lái)看看設(shè)計(jì)過(guò)程。

明確重要的電流通道

EMI從電流轉(zhuǎn)變（di/dt）循環(huán)的高瞬時(shí)速率逐漸增加。因此，我們應(yīng)該在設(shè)計(jì)開始時(shí)區(qū)分高di/dt關(guān)鍵路徑。掌握開關(guān)電源中的電流傳輸路徑和信號(hào)流是很重要的。

圖1顯示了變壓器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和臨界電流路徑。S2合閉，S當(dāng)1打開時(shí)，交流電流流過(guò)藍(lán)色環(huán)路。S1合閉，S當(dāng)2打開時(shí)，交流電流流過(guò)綠色環(huán)路。因此，電流通過(guò)輸入電容器Cin，電感器L是一個(gè)連續(xù)電流，電流通過(guò)S2.S并導(dǎo)出電容器Cout是脈沖電流(紅色環(huán)路)。因此，紅色環(huán)路被定義為臨界電流路徑。這種方法最高EMI動(dòng)能。在布局期間，應(yīng)盡量避免被它包圍的區(qū)域。

圖1.升壓轉(zhuǎn)換器的臨界電流路徑

最小化高di/dt環(huán)路面積

圖2所示為TPS61088引腳配備。圖3顯示TPS61088臨界電流路徑布局實(shí)例。NC引腳表示設(shè)備內(nèi)部沒(méi)有連接。因此，它們可以連接到PGND。從電氣的角度來(lái)看，有兩個(gè)NC引腳連接到PGND接地平面有利于排熱，減少回路阻抗。EMI從角度看，兩個(gè)NC引腳連接到PGND促進(jìn)接地平面TPS61088的VOUT和PGND平面更接近對(duì)方。這使得導(dǎo)出電容器的布局更容易。從圖3可以看出，06031-UF（或04021-UF）高頻陶瓷電容器COUT_HF盡量挨近VOUT引腳會(huì)導(dǎo)致高di/dt環(huán)路面積最小。

圖2.TPS61088引腳配置

圖3.TPS61088關(guān)鍵路徑布局示例

距離接地平面10米的高度di/di以下計(jì)算公式可以強(qiáng)制回路的大場(chǎng)：

圖4顯示使用和不使用COUT_HF的輻射EMI結(jié)論。EMI根據(jù)COUT_HF改善了4dBuV/m。

(圖4.帶/沒(méi)有COUT_HF的輻射EMI結(jié)論）

在關(guān)鍵路徑下放置一個(gè)接地平面

高跟蹤電感引起輻射EMI差，由于磁場(chǎng)強(qiáng)度與電感正相關(guān)，將固定接地平面放置在臨界跟蹤的下一層。

表1不同PCB板中的跟蹤電感。您可以看到，在信號(hào)層和接地平面之間0.4mm四層絕緣厚度PCB其跟蹤電感比1.2mm厚的2層PCB跟蹤電感要小得多。因此，放置間距最小的固定接地平面的關(guān)鍵路徑是減少EMI最有效的方法之一。

表1.跟蹤電感(布線長(zhǎng)度)=5cm）

PCBh（mm）Wg（mm）L（nH）單面PCB----522層PCB1.2103.64層PCB0.4101.2

圖5所示為2層PCB和4層PCB的輻射EMI結(jié)論。輻射是基于相同的布局和相同的試驗(yàn)條件EMI根據(jù)4層PCB可改進(jìn)10dBuV/m。

圖5.一個(gè)2層PCB和一個(gè)4層PCB的輻射EMI結(jié)果

加上RC緩沖器

如果輻射水平仍超過(guò)規(guī)定水平，且布局不能再改善，則在TPS61088SW加一個(gè)引腳RC緩沖器和電源接地有助于減少輻射EMI水準(zhǔn)。RC緩沖器應(yīng)放置在限位開關(guān)節(jié)點(diǎn)和電源接地位置（圖6）。它能有效地抑制它SW電壓環(huán)，這意味著在振鈴頻率環(huán)境下輻射EMI測(cè)試得到改進(jìn)。