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<h1>实用技巧：如何在降压转换器中减少电磁干扰（EMI）</h1> <br> <p class=bady>AN076</p> <br> <p class=bady>在开关模式降压转换器中，如何缓解电磁干扰（EMI）是一个常见的议题。EMI通常由高频电流流动所引起。本应用笔记首先讨论了由输入电流引起的EMI问题，并提出相对应的解决方案，以及其他更多如何减少EMI的方法。在文末，也会介绍一种简单的EMI测量工具的制作实用指南，以及如何有效利用这些工具进行测试的建议。</p> <Br><br> <h2 id="__Bookmark__0">1 EMI的成因与解决</h2> <p class=MsoNormal>在开关模式降压转换器中，电磁干扰（EMI）主要是由于高频电流在电路回路中流动所引起的。</p> <br> <div class="tb-system"> <table class=MsoTableGrid border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 style='border-collapse:collapse;border:none'> <tr> <td width=327 style='width:245.45pt;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt'> <p class=MsoCaption><a class="fancybox" href="/content/dam/richtek-eds/resources/application-notes/an076/html-images-zh-cn/image001_zh-cn.jpg" ><img width=305 height=166 id="Picture 3" src="/content/dam/richtek-eds/resources/application-notes/an076/html-images-zh-cn/image001_zh-cn.jpg" alt="Buck current loops1.JPG"></a></p> </td> <td width=353 style='width:264.75pt;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt'> <p class=MsoNormal><a class="fancybox" href="/content/dam/richtek-eds/resources/application-notes/an076/html-images-zh-cn/image002_zh-cn.jpg" ><img width=337 height=174 id="Picture 13" src="/content/dam/richtek-eds/resources/application-notes/an076/html-images-zh-cn/image002_zh-cn.jpg" alt="Technical Document Image Preview"></a></p> </td> </tr> </table> </div> <p class=bady>图1</p> <br> <p class=bady>输入电流I1的dI/dt非常高，可能在广泛的频谱范围内产生大量的电磁干扰（EMI）。如图1所示，应尽可能地将面积A1降至最小。Cin应尽可能地靠近IC的VIN引脚和GND引脚之间放置，详见图2。</p> <br> <p class=bady><a class="fancybox" href="/content/dam/richtek-eds/resources/application-notes/an076/html-images-zh-cn/image003_zh-cn.jpg" ><img width=509 height=189 id="Picture 19" src="/content/dam/richtek-eds/resources/application-notes/an076/html-images-zh-cn/image003_zh-cn.jpg" alt="一張含有 方案, 圖表, 螢幕擷取畫面, 電路 的圖片 自動產生的描述"></a></p> <p class=MsoNormal>图2</p> <br><br> <h2 id="__Bookmark__1">2 其他减少降压转换器中电磁干扰的方式</h2> <div class="tb-system"> <table class=MsoTableGrid border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 style='border-collapse:collapse;border:none'> <tr> <td width=347 style='width:260.45pt;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt'> <p class=MsoNoSpacing><a class="fancybox" href="/content/dam/richtek-eds/resources/application-notes/an076/html-images-zh-cn/image004_zh-cn.jpg" ><img width=322 height=175 id="Picture 22" src="/content/dam/richtek-eds/resources/application-notes/an076/html-images-zh-cn/image004_zh-cn.jpg" alt="一張含有 文字, 圖表, 方案, 行 的圖片 自動產生的描述"></a></p> <p class=MsoCaption>图3</p> </td> <td width=456 valign=top style='width:342.0pt;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt'> <p class=MsoNormal>如图3所示，在Cboot与Rboot之间串联一个电阻。Rboot减少了Q1的开关驱动电流，这增加了开关波形的上升时间，从而减少了开关电流的高次谐波。Rboot的值取决于高侧MOSFET的大小。对于大多数应用，通常使用约5 ~ 10Ω。对于较小（Rdson较高）的MOSFET，允许使用较大的Rboot值。请注意，MOSFET开关的缓慢切换将增加开关损耗并降低效率。</p> </td> </tr> </table> </div> <br> <div class="tb-system"> <table class=MsoTableGrid border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 style='border-collapse:collapse;border:none'> <tr> <td width=347 style='width:260.4pt;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt'> <p class=MsoNoSpacing><a name="_Toc60820261"><a class="fancybox" href="/content/dam/richtek-eds/resources/application-notes/an076/html-images-zh-cn/image005_zh-cn.jpg" ><img width=327 height=207 src="/content/dam/richtek-eds/resources/application-notes/an076/html-images-zh-cn/image005_zh-cn.jpg" alt="一張含有 文字, 圖表, 方案, 工程製圖 的圖片 自動產生的描述"></a></a></p> <p class=MsoCaption>图4</p> </td> <td width=456 valign=top style='width:342.05pt;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt'> <p class=MsoNormal>如可能，将RC抑制电路尽可能加在靠近开关节点和电源接地之间。</p> <p class=MsoNormal>Rs将对由MOSFET电容和开关回路的寄生电感组成的寄生共振LC电路进行抑制，如图4所示。Rs的最优值取决于总开关节点电容和寄生电感。Rs通常范围从2.2Ω到10Ω。</p> <p class=MsoNormal>串联电容器Cs的选择为电路寄生电容的3 ~ 4倍。通常，470pF ~ 1nF就足够了。</p> <p class=MsoNormal>放置RC 抑制电路后，一定要检查电路的总功耗：转换器效率会下降，尤其是在高开关频率和高输入电压下。</p> </td> </tr> </table> </div> <br> <div class="tb-system"> <table class=MsoTableGrid border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 style='border-collapse:collapse;border:none'> <tr> <td width=347 style='width:260.4pt;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt'> <p class=MsoNoSpacing><a class="fancybox" href="/content/dam/richtek-eds/resources/application-notes/an076/html-images-zh-cn/image006_zh-cn.jpg" ><img width=311 height=221 id="Picture 8" src="/content/dam/richtek-eds/resources/application-notes/an076/html-images-zh-cn/image006_zh-cn.jpg" alt="snubber RL.JPG"></a></p> <p class=MsoCaption>图5</p> </td> <td width=456 valign=top style='width:342.05pt;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt'> <p class=MsoNormal>如图5所示，将RL抑制电路与共振电路串联。这将在共振电路中添加一小部分串联电阻，足以提供一些阻尼。Ls可以是一个非常小的高频磁珠，如BLM15AX100SN1或BLM15PG100SN1，并且必须具有足够的输入RMS电流额定值。Rs通常范围从2.2Ω ~ 4.7Ω。</p> <p class=MsoNormal>RL抑制电路必须靠近电源阶段输入节点放置，使输入回路保持足够小。RL 抑制电路的一个缺点是，它在开关回路的高频区域创建了阻抗Rs。在非常快的开关过渡期间，开关电流脉冲将在Ls//Rs上产生短暂的电压故障，导致在电源阶段输入节点上产生一个小的电压故障。添加RL抑制电路后，一定要检查在最大负载开关时IC VIN节点上的电压故障。</p> </td> </tr> </table> </div> <br> <p class=MsoNormal><a class="fancybox" href="/content/dam/richtek-eds/resources/application-notes/an076/html-images-zh-cn/image007_zh-cn.jpg" ><img width=700 id="Picture 5" src="/content/dam/richtek-eds/resources/application-notes/an076/html-images-zh-cn/image007_zh-cn.jpg" alt="Buck current loops3.JPG"></a></p> <p class=Figure>图6</p> <br> <p class=MsoNormal>输入滤波对于减少EMI非常重要。为了减少Cin通过的电压降，请使用低ESR的MLCC类型并使用不同大小的多个电容器，如2x10µF 1206和一个靠近降压IC的22n ~ 100nF 0402或0603尺寸类型。为了减少输入回路中的噪声，强烈建议在输入线中添加额外的L-C滤波。当使用纯电感为L2时，可能需要添加电解电容器C3来抑制任何输入电源的振铃信号并确保稳定的输入电源。</p> <br><br> <h2 id="__Bookmark__2">3 自己制作简单的EMI测量工具</h2> <p class=MsoNormal>我们可以使用一个小环形天线在PCB上进行近场EMI测量。使用一段薄的50Ω同轴电缆可以很容易地自行制作一个小型的电屏蔽环形天线：见图7。</p> <br> <p class=MsoNormal><a class="fancybox" href="/content/dam/richtek-eds/resources/application-notes/an076/html-images-zh-cn/image008_zh-cn.jpg" ><img width=597 height=126 id="Picture 9" src="/content/dam/richtek-eds/resources/application-notes/an076/html-images-zh-cn/image008_zh-cn.jpg" alt="loop tool.JPG"></a></p> <p class=Figure>图7. 高频电流环</p> <Br> <p class=MsoNormal>环形天线可以连接到频谱分析仪。通过在应用PCB上移动环形天线，可以看到哪些区域发出大量的高频磁场。也可以将环形天线连接到示波器（终端为50Ω），示波器将显示PCB某些区域的切换噪声水平。通过将环形天线保持在固定的距离和位置，变更电路/PCB回路，并且可以检查辐射噪声水平是增加还是减少。</p> <p class=MsoNormal>转换器输入线路中的高频电流是辐射EMI的一个好指标。可以通过将几匝线圈穿过一个EMI铁芯，来制作一个高频电流探头：这些将形成一个高频电流变压器。其做法与环型天线的做法差不多，但需要将环形线圈3次穿过铁芯。见图8。</p> <br> <div class="tb-system"> <table class=MsoTableGrid border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 style='border-collapse:collapse;border:none'> <tr> <td width=359 valign=top style='width:268.95pt;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt'> <p class=MsoNormal><a class="fancybox" href="/content/dam/richtek-eds/resources/application-notes/an076/html-images-zh-cn/image009_zh-cn.jpg" ><img width=358 height=133 id="Picture 10" src="/content/dam/richtek-eds/resources/application-notes/an076/html-images-zh-cn/image009_zh-cn.jpg" alt="tool transformer.JPG"></a></p> </td> <td width=322 valign=top style='width:241.25pt;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt'> <p class=MsoNormal><a class="fancybox" 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href="http://www.richtek.com/Design%20Support/Technical%20Document/AN045?utm_source=DesignTip&utm_medium=PDF&utm_campaign=DT001" class="link">Reducing EMI in buck converters</a></p> <br><br><br> <table border="1" cellspacing="0" cellpadding="0" style="width: 637.5pt; border-collapse: collapse; border: medium none;" class="3-51"> <tbody> <tr style="height: 17pt;"> <td style="border-width: 1pt 1px 1px 1pt; border-style: solid; border-color: #009eb8; background-color: #009eb8; background-image: url(e); background-repeat: repeat; background-attachment: scroll; background-clip: border-box; background-origin: padding-box; background-size: auto; padding-right: 5pt; padding-left: 5pt; height: 17pt;" colspan="2"> <span style="color: #ffffff;">相关资源</span> </td> </tr> <tr> <td style="border-width: 1pt 1px 1px 1pt; border-style: solid; border-color: #009eb8; background-color: #ffffff; background-image: url(e); background-repeat: repeat; background-attachment: scroll; background-clip: border-box; background-origin: padding-box; background-size: auto; padding-right: 5pt; padding-left: 5pt; height: 17pt;"> 立锜科技电子报 </td> <td style="border-width: 1pt 1px 1px 1pt; border-style: solid; border-color: #009eb8; background-color: #ffffff; background-image: url(e); background-repeat: repeat; background-attachment: scroll; background-clip: border-box; background-origin: padding-box; background-size: auto; padding-right: 5pt; padding-left: 5pt; height: 17pt;"> <a class="link" href="http://www.richtek.com/My%20Richtek/Newsletters" target="_blank">订阅立锜科技电子报</a> </td> </tr> <tr> <td style="border-width: 1pt 1px 1px 1pt; border-style: solid; border-color: #009eb8; background-color: #ffffff; background-image: url(e); background-repeat: repeat; background-attachment: scroll; background-clip: border-box; background-origin: padding-box; background-size: auto; padding-right: 5pt; padding-left: 5pt; height: 17pt;"> 档案下载 </td> <td style="border-width: 1pt 1px 1px 1pt; border-style: solid; 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