降低电源EMI:使用LTpowerCAD设计差模输入滤波器

描述

就其本质而言,开关模式电源是潜在电子干扰的来源。这些信号统称为电磁干扰(EMI)或噪声。电源EMI是在开关频率及其谐波处产生的,并且由于开关转换而在更高的频率下产生。开关稳压器噪声可以通过三种路径传输到其他电子设备:辐射(天线)发射、输入侧的传导发射和输出侧的传导发射。

辐射发射在很大程度上取决于寄生元件,可以通过仔细的电路板布局来减少。只需使用ADI公司的静音开关稳压器稳压器或静音开关稳压器2稳压器,辐射发射也可以降低多达40 dB或10,000倍。静音开关稳压器采用对称布局和良好控制的开关转换的组合来降低产生的EMI。®

在过滤器的帮助下,可以减少传导辐射。滤波器不仅需要优化以降低特定频率范围内的噪声,而且还会影响整个电源的稳定性。开关稳压器具有一定的输入阻抗Z在.它必须高于输入滤波器的输出阻抗Z之.图1显示了这两种阻抗的框图。

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图1.使用输入滤波器减少传导发射。

为了预测输入滤波器的影响,在ADI公司的开关稳压器计算工具LTpowerCAD中添加了滤波器设计功能。LTpowerCAD可从ADI公司网站(analog.com/LTpowerCAD)免费下载。临界线路绑定差分噪声由输入电流纹波决定,因此不依赖于PCB布局寄生效应,因此理论计算与现实情况密切相关。®

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图2.使用LTpowerCAD与输入侧的优化滤波器相互作用的开关稳压器的计算。

如前所述,设计用于降低某些EMI水平的滤波器还必须确保由开关稳压器和滤波器组成的整个电路的稳定性。为此,必须匹配图1所示的阻抗。滤波器Z的输出阻抗之(阻抗输出滤波器)必须低于滤波器Z的输入阻抗在(阻抗输入电源)。为了便于阻抗匹配,LTpowerCAD包括一个阻抗计算器,如图3所示。

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图3.检查相应的阻抗 Z在和 Z之以避免振荡。

以前,有计算工具和仿真工具可用于开关稳压器的设计。LTpowerCAD中的滤波器计算工具可帮助设计人员最大限度地降低开关模式电源中的差模传导辐射。

审核编辑:郭婷

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