【導(dǎo)讀】本文介紹電源工程師必須具備的設(shè)計(jì)技巧，即如何解決電磁干擾問(wèn)題，避免EMI性能被毀掉。在開(kāi)關(guān)電源研發(fā)設(shè)計(jì)中，從開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)到輸入引線的少量寄生電容(100毫微微法拉)，會(huì)讓你無(wú)法滿足電磁干擾(EMI)需求。怎么辦呢？
一般情況下，100fF電容器不多。即使有，它們也會(huì)因寄生問(wèn)題而提供寬泛的容差。不過(guò)在你的電源中很容易找到作為寄生元件的100fF電容器。只有處理好它們才能獲得符合EMI標(biāo)準(zhǔn)的電源。
圖1是這些非計(jì)劃中電容的一個(gè)實(shí)例。圖中的右側(cè)是一個(gè)垂直安裝的FET，所帶的開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)與鉗位電路延伸至了圖片的頂部。輸入連接從左側(cè)進(jìn)入，到達(dá)距漏極連接1cm以內(nèi)的位置。這就是故障點(diǎn)，在這里FET的開(kāi)關(guān)電壓波形可以繞過(guò)EMI濾波器耦合至輸入。
圖1：開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)與輸入連接臨近，會(huì)降低EMI性能
注意，漏極連接與輸入引線之間有一些由輸入電容器提供的屏蔽。該電容器的外殼連接至主接地，可為共模電流提供返回主接地的路徑。如圖2所示，這個(gè)微小的電容會(huì)導(dǎo)致電源EMI簽名超出規(guī)范要求。
圖2：寄生漏極電容導(dǎo)致超出規(guī)范要求的EMI性能
這是一條令人關(guān)注的曲線，因?yàn)樗从吵隽藥讉€(gè)問(wèn)題：明顯超出了規(guī)范要求的較低頻率輻射、共模問(wèn)題通常很明顯的1MHz至2MHz組件，以及較高頻率組件的衰減正弦(x)/x分布。需要采取措施讓輻射不超出規(guī)范。我們利用通用電容公式將其降低了：C=ε˙A/d。
我們無(wú)法改變電容率(ε)，而且面積(A)也已經(jīng)是最小的了。不過(guò)，我們可以改變間距(d)。如圖3所示，我們將組件與輸入的距離延長(zhǎng)了3倍。最后，我們采用較大接地層增加了屏蔽。
圖3：修改后的布局可增加間距，且還可帶來(lái)屏蔽性能
圖4是修改后的效果圖。我們?cè)诠收宵c(diǎn)位置為EMI規(guī)范獲得了大約6dB的裕量。此外，我們還顯著減少了總體EMI簽名。所有這些改善都僅僅是因?yàn)椴季值恼{(diào)整，并未改變電路。如果您的電路具有高電壓開(kāi)關(guān)并使用了屏蔽距離，您需要非常小心地對(duì)其進(jìn)行控制。
圖4：EMI性能通過(guò)屏蔽及增加的間距得到了改善
由上述實(shí)例我們可以總結(jié)出來(lái)自離線開(kāi)關(guān)電源開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)的100fF電容會(huì)導(dǎo)致超出規(guī)范要求的EMI簽名。這種電容量只需寄生元件便可輕松實(shí)現(xiàn)，例如對(duì)漏極連接進(jìn)行路由，使其靠近輸入引線。通常可通過(guò)改善間距或屏蔽來(lái)解決該問(wèn)題。要想獲得更大衰減，需要增加濾波或減緩電路波形。
