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如何通过减少感应寄生降低降压变换器的电磁干扰和电压应力

发布时间:2019-06-12 09:07 来源:未知 编辑:admin

  同步降压变换器的高频传导和辐射发射是基于硬开关过程中产生的瞬态电压(dv/dt)和瞬态电流(di/dt)产生的。这种电磁干扰(EMI)是设计和鉴定周期中越来越令人烦恼的问题,特别是考虑到功率场效应晶体管开关速度的提高。本文分析了功率级感应寄生在电磁干扰产生中的重要作用,并提出了减小宽带电磁干扰信号的建议。

  功率级紧凑、优化的布局降低了EMI,从而更容易遵守法规。在将转换器原理图转换为电路板布局时,一个重要的步骤是精确定位高转换率电流回路,以便识别布局引起的寄生或杂散电感,这些电感会导致过大的噪声、过冲、振铃和接地反弹。

  考虑到图1中同步降压变换器中高压侧MOSFET Q1的开启。电流从同步场效应晶体管的源极流到漏极,q2上升到零,q1中的电流上升到电感电流水平。因此,图1中用红色阴影表示并标有“1”的回路被指定为高频开关电源回路(或“热”回路)。

  相比之下,在电感中流动的电流,低频,主要是直流电与叠加的三角形纹波。电流的变化率固有地受到电感的限制,任何由串联产生的寄生电感基本上都是良性的。

  图1中的回路2和3被归类为功率MOSFET的栅极回路。具体来说,回路2代表由自举电容器cboot提供的高压侧MOSFET的栅极驱动器。同样,回路3对应于VCC提供的低侧MOSFET的栅极驱动器。在每种情况下,栅极的接通和断开电流路径分别用实线和虚线表示。

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