電子設備在工作時(shí)會(huì )產(chǎn)生電磁波，電磁波相互干擾會(huì )對敏感電路產(chǎn)生不好的影響，在嚴重的情況下會(huì )導致電路無(wú)法正常工作。這就是降低EMI能夠提高系統穩定性的重要原因。 本文討論了EMI如何影響消費類(lèi)電子和敏感設備性能，例如家用電器，警報系統和車(chē)庫門(mén)開(kāi)啟器。 

如何優(yōu)化EMI 

 

在開(kāi)關(guān)電源的設計中，電路設計和電路板布局是解決EMI問(wèn)題的兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。 在電路設計中，開(kāi)關(guān)頻率以及開(kāi)關(guān)節點(diǎn)上的振鈴（圖1）會(huì )產(chǎn)生電磁干擾（ＥＭＩ）。 

 

圖一：典型開(kāi)關(guān)電源應用電路

 

兩種方式可有效優(yōu)化EMI：開(kāi)關(guān)頻率控制法和防振鈴控制法 

 

開(kāi)關(guān)頻率控制法 

 

通過(guò)延長(cháng)開(kāi)關(guān)節點(diǎn)的開(kāi)關(guān)上升時(shí)間和下降時(shí)間來(lái)降低dV / dt變化速率，從而減少了EMI（見(jiàn)圖2，圖3，圖4和圖5）。    

 

 

防振鈴控制法 

 

開(kāi)關(guān)節點(diǎn)上的振鈴會(huì )導致EMI問(wèn)題的出現。 器件的振鈴越多，EMI性能就越差（圖6）。 在SW和GND之間增加一個(gè)1k Ω電阻（R）和另一個(gè)開(kāi)關(guān)（S1）可減輕振鈴。 在輕載的情況下，當HS和LS開(kāi)關(guān)均關(guān)斷時(shí)，S1導通，使L1的部分電流通過(guò)R和S1釋放到GND（圖7）。  

 

圖六：SW 處較多振鈴（無(wú)防振鈴控制）

 

圖七：SW 處較少振鈴（有防振鈴控制）（測試條件：VIN = 12V, VOUT = 3.3V, IOUT = 10mA） 

 

圖8和圖9展示了通過(guò)開(kāi)關(guān)速度控制和防振鈴控制而實(shí)現的EMI降低。

 

 

可改善EMI的PCB布局 

 

開(kāi)關(guān)電源的反饋信號是對電磁干擾非常敏感的模擬信號，并且容易受到其自身的開(kāi)關(guān)信號的干擾。良好的布局可以減少這種EMI干擾，而不良的布局可能會(huì )產(chǎn)生較大的紋波，甚至會(huì )導致電源無(wú)法正常工作。 

 

以下是通過(guò)元件放置和PCB布局實(shí)現更好的EMI性能的一些技巧： 

 

●  將輸入濾波電容靠近IC放置（圖10）。

 

圖十：輸入電容靠近IC放置，電磁場(chǎng)更小

 

●  使用屏蔽電感

●  使用小的SW pad布局（圖11）

 

 

●  IC GND與系統GND使用單點(diǎn)連接

●  保持輸入地和GND之間的連接盡可能短和寬

●  通過(guò)多個(gè)過(guò)孔或寬走線(xiàn)將VCC電容的接地連接到IC的接地

●  輸入電容與IN引腳之間的連線(xiàn)盡可能寬且短

●  確保所有的反饋都直接連接且連線(xiàn)短

●  反饋電阻和補償器件都盡可能的靠近芯片

●  將SW信號遠離敏感的模擬信號，例如FB信號

 

 針對消費電子及射頻敏感類(lèi)應用的優(yōu)化 

 

在這個(gè)電子設備遍布的世界中，從家用電器到消費電子產(chǎn)品和對射頻敏感的設備（例如車(chē)庫門(mén)開(kāi)啟器和警報系統），EMI現象都可能導致系統出現不必要的交互和操作問(wèn)題。 MP2317系列通過(guò)優(yōu)化EMI性能來(lái)解決此問(wèn)題，同時(shí)MP2317系列擁有簡(jiǎn)單的封裝且支持使用單層PCB板進(jìn)行設計使制造更加簡(jiǎn)單和經(jīng)濟。 

 

MP2317系列可以用作次級側DC / DC變換器（圖12）。 

 

圖十二：在空調中的應用

 

MP2317系列的主要特點(diǎn)：

 

●  7.5V 到26V大范圍輸入電壓

●  150uA小靜態(tài)電流

●  出色的負載線(xiàn)路調整率以及瞬態(tài)響應（圖15）

●  效率最高可達96%，在12V轉5V/20mA時(shí)，效率可達80%（圖13）

●  全面的保護（過(guò)溫保護OTP，低壓保護UVLO，過(guò)流保護OCP）以提高可靠性和使用壽命

 

圖十三：MP2317效率圖

 

圖十四：MP2317（U1）單層板布局圖(測試條件: VIN = 12V, VOUT = 5V)  

 

圖十五：MP2317 快速負載瞬態(tài)響應(測試條件: VIN = 12V, VOUT = 5V, L = 10μH) 

 

結論： 

 

除了對電路的可靠性有著(zhù)至關(guān)重要的EMI優(yōu)化問(wèn)題之外，電路的制造簡(jiǎn)便性也很重要。MPS的1A / 2A / 2.5A 26V高效開(kāi)關(guān)穩壓器--MP2317，MP2344和 MP2345系列，采用了小型6引腳SOT23封裝和大引腳間距（0.95mm），這種封裝方式能夠使用單層PCB進(jìn)行布局， 以此簡(jiǎn)化制造工藝以節省制造成本。 這個(gè)系列三個(gè)不同電流值的開(kāi)關(guān)穩壓器使用同一種封裝且互相Pin-to-Pin兼容，系統工程師無(wú)需更改PCB即可靈活切換到不同電流值的開(kāi)關(guān)穩壓器上，從而節省設計時(shí)間和成本。

 

 

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