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2019.03.22 DC/DC

雜訊對策:拐角佈線、傳導雜訊、輻射雜訊

配置DC/DC轉換器的機板電路

從本文開始將分2次來介紹PCB板佈局與雜訊的關係。

拐角佈線的雜訊對策

無論怎樣佈局,佈線圖形都是需要拐角(彎曲)的,但彎曲方法不當的話,可能會對EMI產生不利影響。沒有PCB板佈局經驗的人可能不太相信。而這些就是經驗和技術訣竅。

下圖表示拐角佈線的好壞。如果將拐角佈線設計為直角,電阻將在拐角發生變化。這會導致電流波形紊亂,產生被稱為“反射”的波形畸變。開關節點等頻率較高的佈線,受反射影響EMI可能會惡化。

拐角佈線不要設計為直角,設計為45°或圓弧狀比較好。彎曲的半徑越大,電阻的變化越小。

雜訊引腳電壓(傳導射極,Conducted Emission)的對策

雜訊引腳電壓是回饋到輸入線路的雜訊,也被稱為“傳導射極(Conducted Emission)”。雜訊頻段主要出現在振盪頻率的倍數處。

這種雜訊可通過增加鐵氧體磁珠或π型濾波器來抑制。這類降噪零件必須選擇適合降噪目標頻段(希望降低的雜訊)的零件。這就需要先確認雜訊並鎖定頻率。下圖是雜訊引腳電壓的測量資料示例。

雜訊電場強度(輻射雜訊)的對策方法

另一個必須探討的雜訊是雜訊電場強度(輻射雜訊)。DC/DC轉換器的輻射雜訊是受開關ON/OFF波形斜率和振鈴影響而產生的,大概會產生100MHz~300MHz的雜訊。

開關上升和下降時的振鈴主要源於MOSFET和輸入電容間佈線電感,電感值的大小會影響到雜訊。

就如在“輸入電容的配置”中所提到的,最佳化輸入電容的配置和佈線,可以降低雜訊水平。

當DC/DC轉換器電路的輻射雜訊超過配套裝置必須滿足的標準時,其對策方法有緩和開關波形以及增加緩衝電路。

下面的波形圖是輻射雜訊的測量示例。從圖中可以看出,不到200MHz的區域呈現出的結果不是很理想。

下次將針對降低這種輻射雜訊的方法進行稍微具體的介紹。

重點:

・拐角佈線要設計為圓弧狀,以減少佈線電阻的變化並抑制雜訊。

・雜訊引腳電壓(傳導射極,Conducted Emission)的對策是根據雜訊頻率來選用磁珠或π型濾波器。

・雜訊電場強度(輻射雜訊)的對策是最佳化輸入電容配置和調整開關波形的陡峭程度。

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