ZHCT991 November   2025 TPS563252 , TPSM863252

 

  1.   1
  2.   摘要
  3. 1EMI的噪声来源
    1. 1.1 低频段(lt30MHz)EMI噪声来源
    2. 1.2 高频段(gt30MHz)EMI噪声来源
  4. 2Buck电路中影响EMI的因素分析
    1. 2.1 Buck电路中的EMI噪声分析
    2. 2.2 Buck电路中改善EMI的方法
  5. 3Buck Converter电路中影响EMI的因素分析
  6. 4Buck Module电路中影响EMI的因素分析
  7. 5实验结果
  8. 6总结
  9. 7参考资料

Buck电路中的EMI噪声分析

如前所述,EMI噪声主要包括传导发射(Conductive Emission, CE)噪声和辐射(Radiative Emission, RE)发射噪声。传导发射噪声主要包括共模(Common Mode, CM)噪声和差模(Differential Mode, DM)噪声。图 1 为同步Buck电路中共模噪声电流与差模噪声电流的示意图。

 同步Buck电路中共模噪声电流与差模噪声电流示意图 图 1 同步Buck电路中共模噪声电流与差模噪声电流示意图

差模噪声电流由转换器的固有开关动作产生,差模传导发射为电流驱动型,与di/dt,磁场和低阻抗有关,差模噪声的回路区域一般较小。共模噪声电流会流入接地GND并通过L1和L2电源线返回,共模传导发射为电压驱动型,与高电源转换率dv/dt,电场和高阻抗相关。

在非隔离DCDC的转换器中,由于SW节点处的dv/dt较高,产生了共模噪声,从而产生位移电流。当共模噪声的传导回路较大时,会增加辐射发射的噪声,从而影响开关电源的EMI。此外,当差模噪声的传导回路较大时,由于较大的电流回路与较高的di/dt,同样会增加辐射发射的噪声,最终影响开关电源的EMI表现。

跟据上述理论,在Buck开关电源设计时需要注意关键功率回路以及高频换向节点的设计,Buck电路中影响EMI的关键回路与节点如图 2 所示。

 Buck电路中影响EMI的关键回路与节点 图 2 Buck电路中影响EMI的关键回路与节点

由于电路存在寄生效应,开关换向节点SW可能会出现振铃的现象。振铃中的高频成分会近场耦合至电源线、周边元器件甚至其他芯片,影响系统的整体表现。对于Buck开关电源电路中高电流变化率di/dt的关键回路,需要注意降低电源的回路面积,从而降低寄生电感,降低振铃的幅值,改善EMI的影响。对于Buck开关电源电路中高电压变化率dv/dt的高频换向节点,需要注意布局布线时尽量采用较宽的电气线或覆铜进行连接,尽量避免寄生电感引入的振铃问题。