KOKA011 September   2020 TPS55288 , TPS55288-Q1 , TPS552882 , TPS552882-Q1

 

  1.   레퍼런스
  2.   상표
  3. 1머리말
  4. 2설계 과정
    1. 2.1 방사선 이론
    2. 2.2 벅-부스트 컨버터에서 광대역 EMI의 근본 원인
    3. 2.3 TPS55288 벅-부스트 컨버터를 사용하여 낮은 EMI를 달성하는 방법
      1. 2.3.1 임계 루프 아래에 그라운드 판 추가
      2. 2.3.2 대칭 레이아웃 구성의 사용
      3. 2.3.3 주파수 디더링 기능 사용
      4. 2.3.4 스위칭 노드에 RC 스너버 추가
      5. 2.3.5 입력 및 출력 측에서 필터 추가
  5. 3회로도 및 테스트 결과
    1. 3.1 테스트 결과
  6. 4요약
  7. 5참고 문헌

방사선 이론

일부 에너지는 PCB에서 직접 방사되며, 간섭 전류를 전달하는 소형 안테나로 모델링할 수 있습니다. 작은 루프는 관심 주파수(100MHz에서 75cm)에서 4분의 1 파장보다 작은 루프를 말합니다. 대부분의 PCB 루프는 최대 몇 MHz의 방출 주파수에서 작은 것으로 간주됩니다. 접지 위의 이와 같은 작은 루프의 최대 전장 강도는 주파수, 루프 영역 및 전류의 제곱에 비례합니다.

Equation1. GUID-20200826-CA0I-XFX2-TVBQ-XFQHFRZVVNHT-low.gif

여기서 주파수는 Hz이고, A는 루프 영역m2, I는 Amp, r은 미터입니다. 고조파가 많은 사각 파형의 경우 반드시 I를 위한 푸리에 스펙트럼을 사용해야 합니다.

PCB 디자인을 개선할 필요가 있는지 대략적으로 나타내기 위해 Equation1을 사용할 수 있습니다. 예를 들어 A=4cm2, Is=10mA, f=100MHz, r=3m인 경우 다음과 같습니다.

Equation2. GUID-20200826-CA0I-WH85-SJPG-MVP4X6FZNZP8-low.gif

3m에서 CISPR 22 클래스 B의 한계선은 약 40 dBuV/m이며, 50.9 dBuV/m은 한계를 초과합니다. 그러므로 파일을 제한치 이하로 만들기 위해 회로를 개선할 필요가 있습니다. Equation1로부터 우리가 제어할 수 있는 아이템은 루프 영역 A와 고주파 전류라는 것을 알 수 있습니다. 루프 영역 A는 양호한 부품 배치 및 그라운드 쉴딩을 통해 줄일 수 있으며, 고주파 전류는 스위칭 속도를 늦추거나 대칭 스위칭 루프 배치를 사용하여 줄일 수 있습니다.

그림 2-1 (A)는 주기 T, 펄스 폭 tW, 상승 시간 tR 및 하강 시간 tF를 갖는 단순화된 부등변 사각형 전류 파형을 보여줍니다. 그림 2-1 (B)는 기본 주파수와 많은 상위 고조파로 구성된 주파수 영역을 보여줍니다. 펄스 주기, 펄스 폭, 상승/하강 시간 m 및 상부 고조파의 진폭과의 관계는 푸리에 분석을 통해 도출할 수 있습니다.

그림 2-1은 펄스 폭 1us, 상승 시간 5ns 및 하강 시간 8ns의 500kHz 스위칭 신호를 기반으로 합니다. tRǂ tF 조건에서는 작은 값만 고려됩니다. 따라서 밴드 폭 fR 은 tR에 의해 결정됩니다 . 방사 EMI문제들은 보통 50MHz~500MHz범위에서 발생합니다. 상승(또는 하강) 시간이 증가하면 fR 포인트가 더 낮은 주파수로 이동함을 알 수 있습니다. 따라서 고주파 고조파 성분은 40dB/dec로 더 빠르게 롤오프 됩니다.

GUID-20200826-CA0I-CWFC-6GC8-DCJF81VB2CJR-low.png그림 2-1 펄스 전류 파형의 고조파 성분