資深工程師電源設計策略：如何避免傳導EMI問(wèn)題

　　大部分傳導 EMI 問(wèn)題都是由共模噪聲引起的。而且，大部分共模噪聲問(wèn)題都是由電源中的寄生電容導致的。

　　我們著(zhù)重討論當寄生電容直接耦合到電源輸入電線(xiàn)時(shí)會(huì )發(fā)生的情況

　　1. 只需幾 fF 的雜散電容就會(huì )導致 EMI 掃描失敗。從本質(zhì)上講，開(kāi)關(guān)電源具有提供高 dV/dt 的節點(diǎn)。寄生電容與高 dV/dt 的混合會(huì )產(chǎn)生 EMI 問(wèn)題。在寄生電容的另一端連接至電源輸入端時(shí)，會(huì )有少量電流直接泵送至電源線(xiàn)。

　　2. 查看電源中的寄生電容。我們都記得物理課上講過(guò)，兩個(gè)導體之間的電容與導體表面積成正比，與二者之間的距離成反比。查看電路中的每個(gè)節點(diǎn)，并特別注意具有高 dV/dt 的節點(diǎn)。想想電路布局中該節點(diǎn)的表面積是多少，節點(diǎn)距離電路板輸入線(xiàn)路有多遠。開(kāi)關(guān) MOSFET 的漏極和緩沖電路是常見(jiàn)的罪魁禍首。

　　3. 減小表面面積有技巧。試著(zhù)盡量使用表面貼裝封裝。采用直立式 TO-220 封裝的 FET 具有極大的漏極選項卡 （drain tab） 表面面積，可惜的是它通常碰巧是具有最高 dV/dt 的節點(diǎn)。嘗試使用表面貼裝 DPAK 或 D2PAK FET 取代。在 DPAK 選項卡下面的低層 PCB 上安放一個(gè)初級接地面板，就可良好遮蔽 FET 的底部，從而可顯著(zhù)減少寄生電容。

　　有時(shí)候表面面積需要用于散熱。如果您必須使用帶散熱片的 TO-220 類(lèi) FET，嘗試將散熱片連接至初級接地（而不是大地接地）。這樣不僅有助于遮蔽 FET，而且還有助于減少雜散電容。

　　4. 讓開(kāi)關(guān)節點(diǎn)與輸入連接之間拉開(kāi)距離。見(jiàn)圖 1 中的設計實(shí)例，其中我忽視了這個(gè)簡(jiǎn)單原則。

　　圖 1. 讓輸入布線(xiàn)與具有高 dV/dt 的節點(diǎn)靠得太近會(huì )增加傳導 EMI。

　　我通過(guò)簡(jiǎn)單調整電路板（無(wú)電路變化），將噪聲降低了大約 6dB。見(jiàn)圖 2 和圖 3 的測量結果。在有些情況下，接近高 dV/dt 進(jìn)行輸入線(xiàn)路布線(xiàn)甚至還可擊壞共模線(xiàn)圈 （CMC）。

　　圖 2. 從電路板布局進(jìn)行 EMI 掃描，其中 AC 輸入與開(kāi)關(guān)電路距離較近

　　圖 3. 從電路板布局進(jìn)行 EMI 掃描，其中 AC 輸入與開(kāi)關(guān)電路之間距離較大

　　您是否有過(guò)在顯著(zhù)加強輸入濾波器后 EMI 改善效果很小甚至沒(méi)有改善的這種遭遇？這很有可能是因為有一些來(lái)自某個(gè)高 dV/dt 節點(diǎn)的雜散電容直接耦合到輸入線(xiàn)路，有效繞過(guò)了您的 CMC。為了檢測這種情況，可臨時(shí)短路 PCB 上 CMC 的繞組，并將一個(gè)二級 CMC 與電路板的輸入電線(xiàn)串聯(lián)。如果有明顯改善，您需要重新布局電路板，并格外注意輸入連接的布局與布線(xiàn)。