深度解析有效降低传导辐射干扰的小技巧【b体育】

仍然以来，设计中的电磁干扰（EMI）问题十分令人困惑，特别是在是在汽车领域。为了尽量的增大电磁干扰，设计人员一般来说不会在设计原理图和绘制布局时，通过减少低di/dt的环路面积以及电源切换速率来增大噪声源。

但是，有时无论布局和原理图的设计多么慎重，依然无法将传导EMI减少到所需的水平。这是因为噪声不仅各不相同电路宿主参数，还与电流强度有关。

另外，电源关上和重开的动作不会产生不倒数的电流，这些不倒数电流不会在输出电容上产生电压纹波，从而减少EMI。因此，有适当使用一些其他方法来提升传导EMI的性能。本文主要辩论的是引进输出滤波器来杂讯噪声，或减少屏蔽车顶来锁噪声。

图1EMI滤波器转身简图图1是一个修改的EMI滤波器，还包括共模（CM）滤波器和差模（DM）滤波器。一般来说，DM滤波器主要用作杂讯大于30MHz的噪声（DM噪声），CM滤波器主要用作杂讯30MHz至100MHz的噪声（CM噪声）。

但只不过这两个滤波器对于整个频段的EMI噪声都有一定的抑制作用。图2表明了一个不带上滤波器的输出引线噪声，还包括相反噪声和正向噪声，并标示了这些噪声的峰值水平和平均水平。

其中，该被测系统主要使用芯片LMR14050SSQDDARQ1输入5V/5A，并给先前芯片TPS65263QRHBRQ1供电，同时输入1.5V/3A，3.3V/2A以及1.8V/2A。这两个芯片都工作在2.2MHz的电源频率下。另外，图中表明的传导EMI标准是CISPR25Class5（C5）。

有关该系统的更好信息，请求查询应用于笔记SNVA810。图2C5标准下的噪声特性（无滤波器）图3表明了减少一个DM滤波器后的EMI结果。从图中可以显现出，DM滤波器波动了中频段DM噪声（2MHz至30MHz）近35dBμV/m。

此外低频段噪声（30MHz至100MHz）也有所减少，但仍多达容许水平。这主要是因为DM滤波器对于低频段CM噪声的杂讯能力受限。图3C5标准下的噪声特性（带上DM滤波器）图4表明了减少CM和DM滤波器后的噪声特性。与图3比起，CM滤波器的减少减少了近20dBμV/m的CM噪声。

并且EMI性能也通过了CISPR25C5标准。图4C5标准下的噪声特性（带上CM和DM滤波器）图5表明了有所不同布局下带上CM和DM滤波器的噪声特性，其中滤波器与图4完全相同。但与图4比起，整个频段的噪声减少了约10dBμV/m，高频噪声甚至还远超过CISPR25C5标准的平均值。

图5C5标准下的噪声特性（带上CM和DM滤波器，有所不同布局）图4和图5之间噪声结果的有所不同主要是由于PCB布线差异所致，如图6右图。图5的布线中（图6的右侧），大面积覆铜（GND）围困着DM滤波器，并和Vin走线构成了一些寄生电容。这些寄生电容为高频信号旁路滤波器获取了有效地的较低电阻路径。因此，为了最大限度地提升滤波器的性能，必须去除滤波器周围所有的覆铜，如图6左侧的布线。

图6有所不同的PCB布线除了减少滤波器外，另一种优化EMI性能的有效地方法是减少屏蔽车顶。这是因为相连着GND的金属屏蔽车顶可以制止噪声向外电磁辐射。图7引荐了一种屏蔽车顶的放置方法。

该屏蔽车顶刚好覆盖面积了板上所有的元器件。图8表明了减少滤波器和屏蔽车顶之后的EMI结果。如图所示，整个频段的噪声完全都被屏蔽车顶避免，EMI性能十分好。

这主要是因为等效为天线的长输出引线不会耦合大量电磁辐射噪声，而屏蔽车顶刚好阻隔了它们。在本设计中，中频噪声也不会使用这种方式耦合到输出引线上。图7带上屏蔽车顶的PCB3D模型图8C5标准下的噪声特性（带上CM，DM滤波器以及屏蔽车顶）图9也表明了带上滤波器和屏蔽车顶的噪声特性。

与图8有所不同的是，图9中屏蔽车顶是一个金属盒，它包覆了整个电路板，且只有输出引线露出在外面。虽然有了这个屏蔽车顶，但一些电磁辐射噪声依然可以跨过EMI滤波器并耦合到PCB上的电源线，这将不会造成比图8更差的噪声特性。

有意思的是，图4，图8和图9中（完全相同的布局布线）高频带上的噪声特性完全完全相同。这是因为在减少EMI滤波器后，能耦合到输出线上的高频段电磁辐射噪声完全早已不不存在了。图9C5标准下的噪声特性（带上CM，DM滤波器以及屏蔽金属盒）综合来说，减少EMI滤波器或者屏蔽车顶都能有效地的提高EMI性能。但是与此同时，滤波器的布局布线以及屏蔽车顶的放置方位必须细心定夺。

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