关于DC/DC电源和EMI的讨论

胡皓

2018-12-3 11:18:22

2660 电源

DC/DC的噪声的影响三个参数主要为：占空比Duty；开关频率Fs；上升时间Tr。其中开关频率的影响其实很大，不仅仅是EMC的效果，在不同的案子里面可以得到不同的影响关系。

1）DCDC噪声源特性

DCDC的噪声的影响三个参数主要为:

      占空比Duty：占空比上升导致噪声幅度上升
      开关频率Fs：是的噪声衰减变在频谱上延伸了，开关频率一般我们可以分为几个大类
      20～100Khz：电感较大引起的成本、尺寸基本让低频设计慢慢不是一种选择。
      100～550Khz：主要的选择选择
      开关频率主要对电感大小、效率、RE/CE的特性影响比较大
      上升时间Tr
      备注：开关频率的影响其实很大，不仅仅是EMC的效果，在不同的案子里面可以得到不同的影响关系，如《Choosing the optimum switching frequency of your DC/DC converter》所示：

2）如下面的案子所示
2.1）这是一个典型的BuckBoost的电源电路，没有病必需要过CISPR25 Class 3

2.2 初测结果

2.3 整改措施
2.3.1 原理分析

      两个开关环路中含有非连续的大电流环路是最主要的噪声源
      增加Vin和Vss电容可以减少高频环路的电流
      2.3.2 频率选择
      噪声分量和电流大小，环路面积和频率成正比，和距离成反比

以下依次为不同频率的效果对比（120、240和400Khz），深紫色为抖频的效果

2.3.2 开关速度的优化

2.3.3 布局优化影响
在布局上尽可能将C14（Vin-Vss电容）放在续流二极管和MOSFET边上减少高频环路面积

以下是实物照片

      补充一些相关的材料，除开芯片厂家的努力，我们能加入的设计手段主要包括：
      1）输入滤波优化
      RSIL filter 5μH 100nF 50Ω

2）输出滤波优化

3）Snubber电路

      小结：
      1）感谢建宇兄的案例总结，我们可以定量和定性的看这些参数的选择对实际试验的结果
      2）这个的设计，需要打通原理、计算、功能试验和实际验证的环路