如何設(shè)計(jì)EMI兼容的汽車開關(guān)穩(wěn)壓器

　　謹(jǐn)記電流經(jīng)過的路徑

　　現(xiàn)在需要處理EMI兼容開關(guān)穩(wěn)壓器最容易控制的必需層面，也就是電路信號(hào)線路徑及元件位置。元件位置會(huì)在很大程度上影響電路信號(hào)線路徑。前文曾經(jīng)說過EMI是不適宜的能量，而且變化的電流及電壓會(huì)通過寄生電容、互感或空氣耦合到敏感電路（例如高阻抗）。因此，對(duì)于將來源的發(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(dǎo)體的回路部分縮減至最小。這樣做能夠?qū)⒆鳛樘炀€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(zhuǎn)換器的輸出功率級(jí)與濾波器。C3將功率級(jí)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(hào)線及通過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

　　本文將說明的最后幾項(xiàng)技術(shù)是噪聲屏蔽及噪聲擴(kuò)散，這些可在運(yùn)用前文討論的技術(shù)之后用來提升噪聲容限。如果未達(dá)到EMC標(biāo)準(zhǔn)或噪聲容限不足，則需要外部屏蔽來轉(zhuǎn)移輻射電場發(fā)射量，以免傳輸?shù)紼MC接收器天線。

　　散熱器或磁性核心等表面出現(xiàn)開關(guān)電壓時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電場。通常通過導(dǎo)電機(jī)殼即可屏蔽電場，其中的導(dǎo)電材料可將電場轉(zhuǎn)換為電流，以隔離電場。當(dāng)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(dǎo)噪聲能量需要用濾波器加以解決。外部磁場屏蔽更具挑戰(zhàn)性（成本高），而且在較高頻率時(shí)的效果不佳。因此，應(yīng)該謹(jǐn)慎設(shè)計(jì)相關(guān)磁性元件及電路板回路部分。

　　采用擴(kuò)散頻譜

　　最后，本文將探討另一項(xiàng)越來越受到廣泛使用的技術(shù)，能夠?qū)⒎逯抵C波能量散布于較大的頻帶，以有效降低該能量。該技術(shù)被稱為展頻頻率抖動(dòng)（SSFD），能夠通過諧波峰值的降低將噪聲信號(hào)從窄頻變成寬頻，以改變?cè)肼曨l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(jié)果是噪聲水平一般會(huì)增加，從而損害高保真系統(tǒng)。圖4顯示發(fā)生的諧波擴(kuò)散及峰值降低。一般降低的幅度為5至10dB，后續(xù)的諧波會(huì)增加峰值降低的幅度。

　　本文小結(jié)

　　您可以花很長的時(shí)間了解EMI的復(fù)雜度，但是設(shè)計(jì)EMI兼容的開關(guān)穩(wěn)壓器只需要了解應(yīng)用電路及少數(shù)基本電路設(shè)計(jì)屬性及波形分析。不論是設(shè)計(jì)汽車的開關(guān)穩(wěn)壓器，還是設(shè)計(jì)不使用電池的開關(guān)穩(wěn)壓器或復(fù)雜的PEV電池充電器，設(shè)計(jì)EMI兼容的開關(guān)穩(wěn)壓器都需要了解Maxwell方程式的概念。幸好對(duì)于我們大多數(shù)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(xiàn)的磁場及電場，并了解本文中所述的技術(shù)即可。