别让小疏忽毁了产品的EMI性能

分享到:

在您的电源中,很容易找到100fF电容器作为寄生元件。然而,要想获得符合电磁干扰(EMI)标准的电源,您必须认识到处理这些电容器是至关重要的。

即使只有少量的100毫微微法拉的寄生电容(100fF),从开关节点到输入引线的这些电容也会使您无法满足EMI的要求。那么,这种100fF电容器是怎样的呢?在Digi-Key中,这样的电容器并不常见。即使有,由于寄生问题,它们也会提供宽容差。

然而,在您的电源中,寻找作为寄生元件的100fF电容器却很容易。只有处理好这些电容器,您才能获得符合EMI标准的电源。

图1是这些非计划中电容的一个实例。图中的右侧是一个垂直安装的FET,所带的开关节点与钳位电路延伸至了图片的顶部。输入连接从左侧进入,到达距漏极连接1cm以内的位置。这就是故障点,在这里FET的开关电压波形可以绕过EMI滤波器耦合至输入。

图片1

图1. 开关节点与输入连接临近,会降低EMI性能


注意,漏极连接与输入引线之间有一些由输入电容器提供的屏蔽。该电容器的外壳连接至主接地,可为共模电流提供返回主接地的路径。如图2所示,这个微小的电容会导致电源EMI签名超出规范要求。

图片2

图2. 寄生漏极电容导致超出规范要求的EMI性能

 

这是一条令人关注的曲线,因为它反映出了几个问题:明显超出了规范要求的较低频率辐射、共模问题通常很明显的1MHz至2MHz组件,以及较高频率组件的衰减正弦(x)/x分布。

需要采取措施让辐射不超出规范。我们利用通用电容公式将其降低了:

C = ε ˙ A/d
我们无法改变电容率(ε),而且面积(A)也已经是最小的了。不过,我们可以改变间距(d)。如图3所示,我们将组件与输入的距离延长了3倍。最后,我们采用较大接地层增加了屏蔽。

图片3

图3. 这个修改后的布局不仅可增加间距,而且还可带来屏蔽性能


图4是修改后的效果图。我们在故障点位置为EMI规范获得了大约6dB的裕量。此外,我们还显著减少了总体EMI签名。所有这些改善都仅仅是因为布局的调整,并未改变电路。如果您的电路具有高电压开关并使用了屏蔽距离,您需要非常小心地对其进行控制。

图片4

图4. EMI性能通过屏蔽及增加的间距得到了改善

综上所述,离线开关电源开关节点中的100fF电容会导致超出规范要求的EMI签名。这种电容量只需作为寄生元件存在,例如通过将其路由到漏极连接附近,靠近输入引线。通常,可以通过改善间距或屏蔽来解决该问题。然而,要获得更大的衰减效果,需要增加滤波或减缓电路波形。

为了确保电源符合EMI标准,处理这些100fF电容器至关重要。通过合适的设计和布局,可以最大限度地减少电容的影响。选择合适的电容器和采取适当的措施,如增加滤波器和屏蔽,可以有效地降低EMI水平。

最后,我们要意识到,虽然100fF电容器可能只是一个小的寄生元件,但它对电源的EMI性能有着重要的影响。因此,在设计和制造电源时,我们必须认真对待这些细节,以确保电源的质量和性能达到规范要求。只有这样,我们才能为用户提供可靠、符合EMI标准的电源产品。

 

相关资讯
智能功率器件导通电阻与电流检测精度退化诊断与在线状态监测

智能功率器件(Smart Power Device)导通电阻与电流检测精度随老化退化,易引发损耗上升与过流误判。本文提出基于在线状态监测的联合评估方法,通过特征提取与数据融合实现早期诊断,解决传统维护滞后痛点。

降压型DC-DC转换器:AI辅助环路整定与轻载效率协同优化

降压型DC-DC转换器(Buck Converter)的效率受开关、导通与静态损耗共同制约。传统手动环路整定难以兼顾瞬态响应与轻载效率。通过AI辅助环路整定建立损耗模型与多目标优化算法,可实现开关导通损耗与轻载效率协同,解决全负载范围高效运行难题。

快速恢复二极管数字孪生:反向恢复电荷与热阻协同在线预测

快速恢复二极管的反向恢复电荷与散热热阻直接决定开关电源的损耗与结温。针对传统离线测定无法反映器件真实运行状态的痛点,本文提出基于数字孪生的协同在线预测方法。该方法通过运行数据驱动,实现Qrr与Rth的联合实时评估,为功率半导体器件智能运维提供核心技术支撑。

SiC MOSFET高温导通电阻退化机理与抑制机制:提升电动汽车续航

碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(SiC MOSFET)是提升电动汽车续航里程的核心器件。针对其在高温工况下导通电阻退化导致电驱动系统(EDU)效率下降的问题,本文系统阐明高温导通电阻退化机理,提出器件工艺优化与系统协同抑制机制,构建可靠性保障体系,为电动汽车高效运行提供技术支撑。

达林顿晶体管饱和压降与功耗平衡:大电流负载热设计解析

达林顿晶体管(Darlington Transistor)在大电流驱动中面临高饱和压降(Vce(sat))引发的功耗激增与结温(Tj)超限问题。通过优化基极驱动、匹配低热阻散热路径与实施动态降额,可实现压降与功耗平衡,确保热可靠性。传统设计常忽视压降热失效风险,剖析其平衡机理是功率驱动设计的前提。

精彩活动

Baidu
map