如何設計EMI兼容的汽車(chē)開(kāi)關(guān)穩壓器

　　謹記電流經(jīng)過(guò)的路徑

　　現在需要處理EMI兼容開(kāi)關(guān)穩壓器最容易控制的必需層面，也就是電路信號線(xiàn)路徑及元件位置。元件位置會(huì )在很大程度上影響電路信號線(xiàn)路徑。前文曾經(jīng)說(shuō)過(guò)EMI是不適宜的能量，而且變化的電流及電壓會(huì )通過(guò)寄生電容、互感或空氣耦合到敏感電路（例如高阻抗）。因此，對于將來(lái)源的發(fā)射量降至最低、元件位置及電流路徑具有重要的效用。

　　在一個(gè)電源的正確配置中，必須將大電流導體的回路部分縮減至最小。這樣做能夠將作為天線(xiàn)源和發(fā)射能量的電感降至最低。其中一個(gè)層面是有效放置元件及選用去耦電容。圖3顯示同步降壓轉換器的輸出功率級與濾波器。C3將功率級去耦合，以便在Q2啟動(dòng)時(shí)提供低阻抗源。為了將輻射發(fā)射量降至最低，必須如圖所示連接C3，其中電容的固有阻抗、電路信號線(xiàn)及通過(guò)電感的互連均縮減至最小。另外，也需要具有諸如X7R等高自振頻率的高品質(zhì)電容電介質(zhì)。

　　屏蔽

　　本文將說(shuō)明的最后幾項技術(shù)是噪聲屏蔽及噪聲擴散，這些可在運用前文討論的技術(shù)之后用來(lái)提升噪聲容限。如果未達到EMC標準或噪聲容限不足，則需要外部屏蔽來(lái)轉移輻射電場(chǎng)發(fā)射量，以免傳輸到EMC接收器天線(xiàn)。

　　散熱器或磁性核心等表面出現開(kāi)關(guān)電壓時(shí)，會(huì )產(chǎn)生電場(chǎng)。通常通過(guò)導電機殼即可屏蔽電場(chǎng)，其中的導電材料可將電場(chǎng)轉換為電流，以隔離電場(chǎng)。當然，其中也必須有該電流的路徑（一般是接地）。但是，該電流造成的整個(gè)傳導噪聲能量需要用濾波器加以解決。外部磁場(chǎng)屏蔽更具挑戰性（成本高），而且在較高頻率時(shí)的效果不佳。因此，應該謹慎設計相關(guān)磁性元件及電路板回路部分。

　　采用擴散頻譜

　　最后，本文將探討另一項越來(lái)越受到廣泛使用的技術(shù)，能夠將峰值諧波能量散布于較大的頻帶，以有效降低該能量。該技術(shù)被稱(chēng)為展頻頻率抖動(dòng)（SSFD），能夠通過(guò)諧波峰值的降低將噪聲信號從窄頻變成寬頻，以改變噪聲頻譜。其中必須了解能量頻譜的變化，而整個(gè)能量則維持不變。最終的結果是噪聲水平一般會(huì )增加，從而損害高保真系統。圖4顯示發(fā)生的諧波擴散及峰值降低。一般降低的幅度為5至10dB，后續的諧波會(huì )增加峰值降低的幅度。

　　本文小結

　　您可以花很長(cháng)的時(shí)間了解EMI的復雜度，但是設計EMI兼容的開(kāi)關(guān)穩壓器只需要了解應用電路及少數基本電路設計屬性及波形分析。不論是設計汽車(chē)的開(kāi)關(guān)穩壓器，還是設計不使用電池的開(kāi)關(guān)穩壓器或復雜的PEV電池充電器，設計EMI兼容的開(kāi)關(guān)穩壓器都需要了解Maxwell方程式的概念。幸好對于我們大多數人而言，其中并未涉及偏微分方程式，而只需要注意快速改變電壓/電流時(shí)出現的磁場(chǎng)及電場(chǎng)，并了解本文中所述的技術(shù)即可。