ZHCAF67 March   2025 TMCS1126 , TMCS1126-Q1 , TMCS1133 , TMCS1133-Q1

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1简介
  5. 2噪声如何耦合到系统中
    1. 2.1 传导发射和辐射发射
    2. 2.2 差模噪声与共模噪声
  6. 3传导发射设计技巧
    1. 3.1 TMCS112x 和 TMCS112x3x EMI 拓扑的设计
      1. 3.1.1 用于降低差模噪声的元件
      2. 3.1.2 用于降低共模噪声的元件
    2. 3.2 确保 EMI 抗扰性的布局注意事项
  7. 4总结
  8. 5参考资料

传导发射和辐射发射

为了实现上述目标,现代电源中的开关频率和压摆率不断提高。过去,开关频率保持在低于 100kHz 的水平,因为开关频率增加会直接导致系统中的开关损耗增加。但是,软开关等技术和氮化镓 FET 等技术使设计人员能够提高设计人员产品中开关频率的边界。此驱动器可减小整个系统所需元件的尺寸。这也导致系统中电压和电流的边沿速率增加。但是,这些频率升高以及现代直流/直流转换器的整流过程中使用的传统方波和三角波产生的相应谐波,已经造成了噪声成为更大问题的情况。此外,许多 IC 都难以获得极高的压摆率,这是电力系统的设计有意为之,以便尽可能减少 FET 转换区域中的开关损耗。

噪声主要以两种方式进入电路:通过传导或通过辐射。传导噪声是指通过系统物理传播的噪声,例如通过导线、布线或其他导电路径传播的噪声。传导噪声的一个示例是由多个受影响器件共享的有噪声的低电压电源节点。根据 CISPR 25 汽车标准,该噪声通常约为 150kHz 至 108MHz(其他产品类型的标准可以改变这些范围)。辐射噪声的辐射频率也要高得多,CISPR 25 汽车标准规定辐射噪声介于 150kHz 和 5.925GHz 之间。辐射发射往往在空气中传播,并且无需与被测器件进行物理接触就必然会影响系统的变化。

从附近的干扰源到潜在受扰对象的最可能的辐射发射耦合机制是直接通过受扰对象、寄生电感耦合或寄生电容耦合。与互感类似,当产生磁场并耦合到布线中或直接耦合到受扰器件中时,就会发生寄生电感耦合。当相邻干扰源发射的电场通过寄生电容路径耦合到布线或受扰设备时,就会发生寄生电容耦合。例如,与非屏蔽信号布线相邻的高速 GaN FET 开关节点可以通过开关节点和所述信号布线的距离产生的寄生电容进行耦合。虽然不常见,但由于 PCB 布局不佳或存在问题区域(其中布线有效充当天线并将这些信号吸引到布线中),辐射信号也可以通过天线效应传导到系统中。天线效应通常发生在千兆赫频率范围内的谐波时,其中较短的布线长度为发射极频率波长的 ⅒ 至 ½。

图 2-1 直观地展示了从干扰源 传播到 PCB 上安装的受扰对象 的这些 EMI 类型。通常,干扰源可以是电感器的高电流环路,也可以是所述电源的高压开关节点。在这些情况下,由于易受 EMI 影响,多个受扰对象可能会导致性能下降。本应用手册主要介绍如何减轻 TMCS112x 和 TMCS113x 系列的传导和辐射发射的影响。

 影响受扰 IC 的干扰源示例图 2-1 影响受扰 IC 的干扰源示例