DC-DC電源模塊的EMC設(shè)計(jì)
屏蔽和接地
屏蔽能有效地抑制通過(guò)空間傳播的電磁干擾。采用屏蔽的目的有兩個(gè):一是限制內(nèi)部的輻射電磁能越過(guò)某一區(qū)域;二是防止外來(lái)的輻射進(jìn)入某一區(qū)域。屏蔽是解決DC-DC電源模塊EMC問(wèn)題的手段之一,目的是切斷電磁波的傳播途徑,主要是做好DC-DC電源模塊的機(jī)殼密封性屏蔽。接地的要點(diǎn)是電位相同、內(nèi)部電路不互相干擾、抵御外來(lái)干擾。盡量減少導(dǎo)線(xiàn)電感引起的阻抗,增加地環(huán)路的阻抗,減少地環(huán)路的干擾。
軟開(kāi)關(guān)技術(shù)
應(yīng)用軟開(kāi)關(guān)技術(shù),實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)關(guān)與零電流開(kāi)關(guān)運(yùn)行可以大大減小功率器件的di/dt和dv/dt。即功率管能在零電壓下導(dǎo)通和零電流下關(guān)斷,若同時(shí)快速二極管也采用軟關(guān)斷,則可以大幅度降低DC-DC 轉(zhuǎn)換器的EMI水平。
優(yōu)化緩沖電路
在開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)電路中添加緩沖電路也可以有效減少電路中的di/dt和dv/dt,從而減少EMI干擾源。緩沖電路延緩功率開(kāi)關(guān)器件的導(dǎo)通、關(guān)斷過(guò)程,從而降低DC-DC 轉(zhuǎn)換器的EMI水平。對(duì)于相同型號(hào)的開(kāi)關(guān)管,在其他條件相同只是驅(qū)動(dòng)緩沖電路不同的情況下由試驗(yàn)來(lái)決定。
實(shí)驗(yàn)證明轉(zhuǎn)換器B中開(kāi)關(guān)管開(kāi)通速度要比轉(zhuǎn)換器A慢很多,轉(zhuǎn)換器B開(kāi)關(guān)管開(kāi)通時(shí)VDS的 dv/dt 為2V/nS左右,而轉(zhuǎn)換器A開(kāi)關(guān)管開(kāi)通時(shí)VDS的dv/dt為5V/nS左右,要大很多??梢?jiàn)增加適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)電阻并優(yōu)化驅(qū)動(dòng)電路,可以顯著的減小電路中的di/dt和dv/dt,降低電源DC-DC 轉(zhuǎn)換器的EMI水平。
EMI輻射發(fā)射試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)緩沖電阻大小對(duì)整個(gè)DC-DC模塊電源EMI水平的影響。轉(zhuǎn)換器B采用非夾繞變壓器時(shí),當(dāng)驅(qū)動(dòng)電阻取值為1Ω和47Ω(反向并聯(lián)有二極管)時(shí)的輻射干擾。可以看出增大驅(qū)動(dòng)電阻后,30MHz和接近200MHz的頻點(diǎn)各有3_5dB的明顯改善。