
本文指出:良好的EMI是董事会级EMI和基于EMI的EMI设计组合的结果。许多工程师与董事会级EMI有更多的联系,并且更熟悉降低噪声的方式,但对芯片设计中的EMI优化方法不熟悉。今天,我们将以典型的降压电路为例。首先,基于EMI模型,研究其噪声源的频谱,并介绍了我们如何靶向芯片设计中的EMI噪声。 1简介Buck转换器的传导EMI模型我们知道,在电子电子系统中,半导体设备在传输过程中会形成高DV/DT节点和高DI/DT环路,这是EMI出现的主要原因。合适的EMI模型将帮助我们研究噪声的原因。同时,由于各种传播路径,EMI可以分为标准模式和变化模式的噪声(请参阅:自动化电子INS的产生,传播和抑制可观的转换器以获取详细信息)。图1显示了典型的差异模式-Buck的转换器和噪声模式传播模式的标准模式。图1在电路电路中建模差异-A和标准EMI模式的传播模式的路径的第一步是使用当前的资源或电压资源等于开关。在等效后,每个电路中的电流和电压保持不变。叠加定理可用于专门研究每个资源的影响。以降压转换器为例,在图2(a)中,Pinawe摇晃电压源的开关和当前资源。由于电流的当前模式不会留下参考,因此可以忽略从电路到参考参考的寄生虫的参数。在图2(b)中,我们使用定理叠加来单独研究它。应当指出的是,在评估特定资源的影响时,其他电压资源需要短暂,而其他Curr则需要ENT资源需要开放。从图2(b)可以看出,差的源 - 电流的电流模式可以等于降压中的管道电流,并且最终的等效模型可以用芯片设计以图3的形式简化。这将不会讨论这一股票。另一方面,对于标准的EMI噪声模式,我们可以以类似的方式进行模型,并且图4显示了建模过程。值得一提的是,对于标准噪声模式,由于输入和输出电容器的阻抗通常小于地面寄生电容器中的电路阻抗,因此在建模时,输入和输出电容器可以视为短电路。最终的等效模型可以以图(a)的形式简化。奥德尔(Odel)一些工程师朋友可能会忽略其他一些电路组件吗? (例如,图6中所示的物质RC Snubber),但实际上,答案是:不。尽管EMI模型相同,但开关波形实际上受外部电路的影响,并且该部分包含在VSW的噪声中。在电路检查中,可以忽略与电压源并行连接的设备。因此,我们可以看到图6中的RCSNUBBER可以从最终模型中删除。图6对平行组件的讨论2 EMI频谱根据上一节的内容评论标准原始模式,我们知道对于降压转换器,标准EMI噪声源模式是节点移动电压。当忽略移动振荡时,降压开关节点的波电压可能等于梯形波,如图7(a)所示。梯形波的振幅A0是美国的输入电压,TR和TF对应于增加和下降节点电压时间,T波周期是F0运动频率的奖励。每十次频率为20dB;在1/πtr之后,光谱包膜降至每十倍频率40 dB。那么这个结论是如何发生的呢?实际上,如果我们在此梯形波中进行傅立叶分解,我们将获得以下表达,其中a是N级谐波的振幅。对于这种形式,x 1,1;在x 1中,我们可以以公式(2)中显示的形式简化它,并相应地绘制信封。对于f0/πd到1/πtr之间的间隔中的表达式,该函数与频率成反比。 1/πtr之后,该函数与频率平方成反比。因此,我们得到了图7中所示的斜率。我们还可以从公式(1)中得出一些基利利(Kililiw)的结论。如图8(a)所示,如果d = 0.5,当n为偶数时,a = 0时,频谱中甚至没有谐波物质的数量。另外,作为sh在图8(b)中,当d接近0.5时,谐波的信封大约等于2a0 | D -0.5 |。对于汽车电子设备,12V至5V是一个常见的应用,目前的占空比相对接近0.5。该结论可用于帮助学习。 。如图9(a)所示,在其他条件保持不变的基础上,如果传输频率增加了十倍,高频EMI噪声的噪声总体上增加了20dB;如图9所示,如(b)所示,如果开关/秋季时间增加成为初始值的十分之一,则一般而言,高频噪声源也会增加20dB。因此,随着传输频率的增加有助于减少电感元件,它会引起更高的EMI挑战。对于芯片设计,大多数MPS汽车电子芯片都支持客户通过模拟或数字表单设置传输频率,从而帮助客户通过EMI测试。 。我们将研究这个问题如何n在下一部分中完成。 。在转移过程中,这些参数参数将导致一些社会主义。图11(a)显示了在降压转换器的上转换器的开口和通过期间形成开关节点振荡的电路。 lloop,in,lloop,gnd是PCB跟踪,LVIN,LVIN,HS,LSW,HS,LSW,LS,LS,LS,LGND和LS铅电感器从芯片到芯片中的每个芯片节点,CDS,CGD,CGS和CGS和CGS是parasit parasatecitance的寄生电感。该电路实际上是在最接近芯片的上和下输入电容器CIN芯片之间形成的电路。当发生共振时,对CIN的电压相对稳定,并且大约等于输入电压VIN。 。 ltot = lloop,in+lloop,gnd+lvin,hs+lvin,hs+lsw,hs+lsw,ls+lcnd,ls+eSlcin(3)rtot≈rfet,hs+esrcin(4)在值得一提的,在开放和通过过程中,婴儿在饱和区域中,值得一提的是,值得一提。随着VG-S的上升,E RFET和HS将逐渐下降,抗性最终将达到。对于此共振系列,质量因子Q在(5)中显示:(5)我们知道Q的量越大,振荡越强。因此,为了减少资源的相位振荡,我们要做的就是减少LTOT的量,或增加RTOT和CDS,LS。设计电路级电路时,有几种方法可以做到这一点。例如,通过平行连接与底管的RC冷冻仪,电容器可能会均匀增加。或者可以通过增加自举电阻来降低转速速度,从而在共振时均匀增加RFET和HS。但是这些方法也有一些影响,例如增加损失和增加电路成本。芯片设计优化的优势更清晰,效果较小。在包装技术方面,与传统的电线粘合包装相比(如图12(a)所示,翻盖包装技术MPS(如图12(b)所示)是Lubos,可降低包装带来的寄生电感,并可以减少LVIN,HS,LSW,HS,LSW,LS,LS,LS,LGND,LS,LS等从NH到pH水平。翻转包装图12此外,由于振荡环是由VIN和芯片内部和下管形成的,通过将输入环将输入回路分离为两个对称零件(如图13(a)所示),MPS公司可能会进一步降低两种芯片的噪声资源。分离的设计。图14比较了集成输入电容器的波动运动。由于循环电感的进一步降低,共振频率高于1GHz,超过了多个EMI测试所需的发生率。 。目前,RFET和HS很大,因此可以有效防止振荡的强度。可以实现多个驱动器的byn设计,并在正确的时间激活不同的驱动程序。图15是两个阶段驱动器的示例。图15多级驱动器(以两个驱动器为例)图16与传统的单级驱动器具有两级驱动器的效果相比。从图16(a)的结构域波形时期可以看出,两阶段驱动可以有效地降低运动过程中的振荡,从图16(b)的光谱中,两阶段驾驶也具有非常明显的效果,从而阻止了EMI通过振荡而产生的10 db。由于此方法仅改变谐振回路电阻,因此谐振频率不会改变。此外,值得一提的是,由于多阶段驱动器实际上降低了运动速度,因此对移动损失具有一定的影响。但是,与增加引导程序电阻的方法相比,由于多阶段驾驶可以挥发以调整运动速度,因此芯片可以加速共振之后管的速度,因此总移动时间只能增加有限的量减少过多的损失。 。研究,我们可以测量每个主要参数对光谱的影响。此外,我们还引入了几种减少芯片设计中的EMI噪声的方法:从选择移动频率,MPS芯片支持选择多个过渡频率的选择,并且某些芯片也可以在抖动频率中 - 在抖动中。从包装和接线的设计中,可以减少MPS的翻转包装,对称输入设计,集成输入电容器和其他技术等级 - 频率噪声源;从驾驶过程中,独特的多阶段驾驶MP可以有效地减少振荡转移。