PowerLab 筆記：如何避免傳導(dǎo) EMI 問題

大部分傳導(dǎo)EMI 問題都是由共模噪聲引起的。而且，大部分共模噪聲問題都是由電源中的寄生電容導(dǎo)致的。

對于該討論主題的第 1 部分，我們著重討論當(dāng)寄生電容直接耦合到電源輸入電線時會發(fā)生的情況

1. 只需幾fF 的雜散電容就會導(dǎo)致EMI 掃描失敗。從本質(zhì)上講，開關(guān)電源具有提供高 dV/dt 的節(jié)點。寄生電容與高 dV/dt 的混合會產(chǎn)生 EMI 問題。在寄生電容的另一端連接至電源輸入端時，會有少量電流直接泵送至電源線。

2. 查看電源中的寄生電容。我們都記得物理課上講過，兩個導(dǎo)體之間的電容與導(dǎo)體表面積成正比，與二者之間的距離成反比。查看電路中的每個節(jié)點，并特別注意具有高 dV/dt 的節(jié)點。想想電路布局中該節(jié)點的表面積是多少，節(jié)點距離電路板輸入線路有多遠(yuǎn)。開關(guān) MOSFET 的漏極和緩沖電路是常見的罪魁禍?zhǔn)住?/p>

3. 減小表面面積有技巧。試著盡量使用表面貼裝封裝。采用直立式 TO-220 封裝的 FET 具有極大的漏極選項卡 (drain tab) 表面面積，可惜的是它通常碰巧是具有最高 dV/dt 的節(jié)點。嘗試使用表面貼裝 DPAK 或 D2PAK FET 取代。在 DPAK 選項卡下面的低層 PCB 上安放一個初級接地面板，就可良好遮蔽 FET 的底部，從而可顯著減少寄生電容。

有時候表面面積需要用于散熱。如果您必須使用帶散熱片的 TO-220 類 FET，嘗試將散熱片連接至初級接地（而不是大地接地）。這樣不僅有助于遮蔽 FET，而且還有助于減少雜散電容。

4. 讓開關(guān)節(jié)點與輸入連接之間拉開距離。見圖 1 中的設(shè)計實例，其中我忽視了這個簡單原則。

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圖1. 讓輸入布線與具有高 dV/dt 的節(jié)點靠得太近會增加傳導(dǎo) EMI。

我通過簡單調(diào)整電路板（無電路變化），將噪聲降低了大約 6dB。見圖 2 和圖 3 的測量結(jié)果。在有些情況下，接近高 dV/dt 進(jìn)行輸入線路布線甚至還可擊壞共模線圈 (CMC)。

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圖2. 從電路板布局進(jìn)行 EMI 掃描，其中 AC 輸入與開關(guān)電路距離較近

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圖3. 從電路板布局進(jìn)行 EMI 掃描，其中 AC 輸入與開關(guān)電路之間距離較大

您是否有過在顯著加強(qiáng)輸入濾波器后 EMI 改善效果很小甚至沒有改善的這種遭遇？這很有可能是因為有一些來自某個高 dV/dt 節(jié)點的雜散電容直接耦合到輸入線路，有效繞過了您的 CMC。為了檢測這種情況，可臨時短路 PCB 上 CMC 的繞組，并將一個二級 CMC 與電路板的輸入電線串聯(lián)。如果有明顯改善，您需要重新布局電路板，并格外注意輸入連接的布局與布線。

其它參考資料：