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都是干货,关于汽车DC/DC电源和EMI的讨论

来源:华强电子网 作者:华仔 浏览:482

标签:

摘要:   本文作者为建宇兄,是MPS的高级电源工程师,在第一期EMC群聊分享了《关于DC/DC电源和EMI的讨论》,我就材料进行了整理和补充。  1)DC/DC噪声源特性  DC/DC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

  本文作者为建宇兄,是MPS的高级电源工程师,在第一期EMC群聊分享了《关于DC/DC电源和EMI的讨论》,我就材料进行了整理和补充。


  1)DC/DC噪声源特性

  DC/DC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

型号 厂商 价格
EPCOS 爱普科斯 /
STM32F103RCT6 ST ¥461.23
STM32F103C8T6 ST ¥84
STM32F103VET6 ST ¥426.57
STM32F103RET6 ST ¥780.82
STM8S003F3P6 ST ¥10.62
STM32F103VCT6 ST ¥275.84
STM32F103CBT6 ST ¥130.66
STM32F030C8T6 ST ¥18.11
N76E003AT20 NUVOTON ¥9.67