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如何设计能让移动电源通过EMI测试?

张飞实战电子 2020-05-30 10:20 次阅读

设计一个移动电源的一个关键设计挑战是通过EMI测试,电子工程师经常担心EMI测试失败。若电路EMI测试多次失败,这将是一场噩梦。您将不得不夜以继日地在EMI实验室工作来解决问题,避免产品推出延迟。对于诸如移动电源的消费类产品,设计周期短,而EMI认证限制又严格,因此您想添加足够的EMI滤波器顺利通过EMI测试。但您又不想增加空间,也不想在电路方面增加过多成本,这似乎很难兼顾两者。

TI design低辐射EMI升压转换器参考设计(PMP9778)提供了这样一个解决方案。它可以支持2.7 - 4.4V输入电压、5V / 3A、9V / 2A和12V / 1.5A的输出功率,且只适合移动电源应用程序。通过布置和布局的优化,此TI设计能获得的裕量比在EN55022和CISPR22 B级辐射测试中高出6分贝。让我们来看看设计过程。

确定关键电流通路

EMI从电流变化(di / dt)循环的高瞬时速率开始。因此,我们应在设计之初就区分高di / dt关键路径。为了实现这些目标,了解开关电源中的电流传导路径和信号流是重要的。

图1所示为升压转换器的拓扑结构和临界电流路径。当S2闭合,S1打开时,交流电流流经蓝色环路。当S1闭合,S2打开时,交流电流流经绿色环路。因此,电流流经输入电容器Cin,且电感器L是一个连续电流,而电流流经S2、S1,且输出电容器Cout是脉动电流(红色环路)。因此,我们定义红色环路为临界电流路径。此路径具有最高的EMI能量。我们在布置期间,应尽量减少由它包围的区域。

(图1. 升压转换器的临界电流路径)

最小化高di / dt路径的环路面积

图2所示为TPS61088的引脚配置。图3所示为TPS61088临界电流路径的布局示例。NC引脚表示设备内部没有连接。因此,他们可连接到PGND。从电气角度讲,将两个NC引脚连接到PGND接地平面有利于散热,并能降低返回路径的阻抗。从EMI角度讲,将两个NC引脚连接到PGND接地平面使得TPS61088的VOUT和PGND平面更接近彼此。这使得输出电容的布置变得更容易。从图3可以看出,将一个0603 1-UF(或0402 1-UF)高频陶瓷电容COUT_HF尽可能靠近VOUT引脚可导致高di / dt环路的面积最小。

(图2. TPS61088引脚配置)

(图3.TPS61088关键路径布局示例)

来自距接地平面10米距离的高di /di回路的最大电场强度可通过下面的公式计算:

图4所示为使用和不使用COUT_HF的辐射EMI结果。在相同的测试条件下,辐射EMI通过COUT_HF改善了4dBuV/m。

(图4. 带/不带COUT_HF的辐射EMI结果)

将一个接地平面置于关键路径下

高跟踪电感导致辐射EMI差。因为磁场强度与电感成正比。将固定接地平面置于临界跟踪的下一层上可以解决此问题。

表1给出了不同PCB板上的给定跟踪电感。我们可以看到,对于信号层和接地平面之间0.4 mm绝缘厚度的四层PCB来讲,其跟踪电感比1.2毫米厚的2层PCB的跟踪电感小得多。因此将距离最短的固定接地平面置于关键路径是降低EMI的最有效的途径之一。

表1. 跟踪电感(走线长度=5cm)

PCBh (mm)Wg(mm)L(nH)单层PCB----522层PCB1.2103.64层PCB0.4101.2

图5所示为2层PCB和4层PCB的辐射EMI结果。根据相同的布局和相同的试验条件,辐射EMI通过4层PCB可改善10dBuV /m。

(图5. 一个2层PCB和一个4层PCB的辐射EMI结果)

添加RC缓冲器

若辐射水平仍超过要求水平且布局不能再提高,则在TPS61088 SW引脚添加一个RC缓冲器和电源接地有助于降低辐射EMI水平。RC缓冲器应放在尽可能接近开关节点和电源接地(图6)的位置。它可以有效地抑制SW电压环,这意味着在振铃频率条件下,辐射EMI得以改善。

(图6. RC缓冲器的布置)

通过上述简单而有效的优化方式,良好的EMI性能在移动电源设计中成为可能。

原文标题:厉害了!如何设计能让移动电源通过EMI测试?!

文章出处:【微信号:fcsde-sh,微信公众号:张飞实战电子】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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NCV553 LDO稳压器 80 mA 超低Iq

NCV551 LDO稳压器 150 mA 超低压差 超低Iq

系列固定输出低压差(LDO)线性稳压器专为需要低静态电流的应用而设计。 NCP551系列具有4.0μA的超低静态电流。每个器件都包含一个电压基准单元,一个误差放大器,一个PMOS功率晶体管,用于设置输出电压的电阻,电流限制和温度限制保护电路。 NCP551设计用于低成本陶瓷电容器需要0.1μF的最小输出电容。该器件采用微型TSOP-5表面贴装封装。标准电压版本为1.4,1.5,1.8,2.5,2.7,2.8,3.0,3.3和5.0 V.其他电压可以100 mV步进。 特性 典型值为4.0μA的低静态电流 最大工作电压12 V 低输出电压选项 高精度输出电压2.0% 工业温度范围-40°C至85°C 应用 终端产品 电池供电仪器 手持式仪器 通讯设备 消费者 摄像机和相机 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-30 17:02 54次 阅读
NCV551 LDO稳压器 150 mA 超低压差 超低Iq

NCV612 LDO稳压器 100 mA 低压差 低Iq

低静态电流低压降(LDO)线性稳压器专为需要低静态的手持通信设备和便携式电池供电应用而设计。 NCV612系列具有40μA的超低静态电流。每个器件都包含一个电压基准单元,一个误差放大器,一个PMOS功率晶体管,用于设置输出电压的电阻,电流限制和温度限制保护电路。 NCV612设计用于低成本陶瓷电容。该器件采用微型SC70-5表面贴装封装。标准电压版本为1.5,1.8,2.5,2.7,2.8,3.0,3.3和5.0 V. 特性 40μA典型的低静态电流 80 mA时250 mV的低压差电压 低输出电压选项 输出电压精度为2.0% NCP系列温度范围-40°C至85°C NCV系列温度范围-40°C至125°C 应用 手机 电池供电的消费品 HandHeld Instruments 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-30 15:02 67次 阅读
NCV612 LDO稳压器 100 mA 低压差 低Iq

NCV662 LDO稳压器 100 mA 超低Iq

系列低静态电流低压降(LDO)线性稳压器最初设计用于手持通信设备和便携式电池供电应用,可用于需要超低静态电流的汽车应用。它应该用作后置调节器件,因为该产品不能防止汽车电池工作所固有的高输入瞬态电压。 该系列具有2.5μA的超低静态电流以及一个使能引脚允许将电流消耗降低至典型值0.1μA。每个器件都包含一个电压基准单元,一个误差放大器,一个PMOS功率晶体管,用于设置输出电压的电阻器,以及电流限制和温度限制电路等保护功能。 NCV662 LDO线性稳压器设计用于低成本陶瓷电容器,需要0.1μF的最小输出电容。该器件采用微型SC82-AB表面贴装封装。提供无铅电镀选项。标准电压版本为1.5,1.8,2.5,2.7,2.8,3.0,3.3和5.0 V. 特性 超低静态电流2.5 uA典型值 低输出电压选项低至1.5V,输出电压精度为+/- 2% 温度范围-40C至125C 启用引脚 集成保护电流限制热关机 应用 终端产品 汽车 信息娱乐:汽车,卫星广播导航系统 Body Electronic 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-30 15:02 42次 阅读
NCV662 LDO稳压器 100 mA 超低Iq

NCV4263-2C LDO稳压器 200 mA 高PSRR

3-2C是一款200 mA LDO稳压器,集成了复位看门狗功能,专用于微处理器应用。其坚固性使NCV4263-2C可用于恶劣的汽车环境。 Enable功能可用于将静态电流降至最大10 A. NCV4263-2C包含电流限制,热关断和反向输出电流保护等保护功能。稳压器还提供看门狗,复位功能,可调节阈值和可调节的上电复位延迟时间。 特性 优势 启用功能 满足最大模块点火关闭静态电流10μA 直接更换for TLE4263 GM 没有重新设计布局 使用可调节阈值重置可调节上电延迟TimeWatchdog功能 能够为最新的μpro供电,更具设计灵活性 应用 终端产品 车身控制模块 仪器和集群 乘员保护与舒适 动力总成 汽车 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-30 14:02 118次 阅读
NCV4263-2C LDO稳压器 200 mA 高PSRR

NCP502 LDO稳压器 80 mA 低Iq

系列固定输出低静态电流低压差(LDO)线性稳压器专为需要低静态的手持通信设备和便携式电池供电应用而设计。 NCP502系列具有40μA的超低静态电流。每个器件都包含一个电压基准单元,一个误差放大器,一个PMOS功率晶体管,用于设置输出电压的电阻,电流限制和温度限制保护电路。 NCP502设计用于低成本陶瓷电容器。 LDO线性稳压器采用微型SC70-5表面贴装封装。标准电压版本为1.5,1.8,2.5,2.7,2.8,2.9,3.0,3.1,3.3,3.4,3.5,3.6,3.7,3.8和5.0 V.其他电压可以100 mV步进。 特性 典型值为40μA的低静态电流 优良线路和负载调节 低输出电压选项 输出电压精度为2.0% 工业温度范围-40°C至85°C 应用 手机 电池供电消费品 手持式仪器 可携式摄像机和相机 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-30 10:02 43次 阅读
NCP502 LDO稳压器 80 mA 低Iq

NCP512 LDO稳压器 80 mA 低压差 低Iq

固定输出低压降(LDO)线性稳压器专为需要低静态的手持通信设备和便携式电池供电应用而设计。 NCP512具有40μA的超低静态电流。每个器件都包含一个电压基准单元,一个误差放大器,一个PMOS功率晶体管,用于设置输出电压的电阻,电流限制和温度限制保护电路。 NCP512设计用于低成本陶瓷电容。 LDO采用微型SC70-5表面贴装封装。标准电压版本为1.3,1.5,1.8,2.2,2.5,2.7,2.8,3.0,3.1,3.3和5.0 V.其他电压可以100 mV步进。 特性 低静态电流40μA典型 低压差250 mV,80 mA 低输出电压选项 输出电压精度2.0% 工业温度范围-40° C到85°C 应用...
发表于 07-30 10:02 30次 阅读
NCP512 LDO稳压器 80 mA 低压差 低Iq

NCP3337 LDO稳压器 500 mA 低Iq 带电源良好

7是一款高性能,低压差稳压器。它具有±0.9%的线路和负载精度以及超低静态电流和噪声,涵盖了当今消费类电子产品所需的所有必要功能。这种独特的器件保证在没有最小负载电流要求的情况下保持稳定,并且对于小至1.0μF的任何类型的电容器都是稳定的。 NCP3337还配备了感应和降噪引脚,以提高器件的整体实用性。 NCP3337提供反向偏置保护。 特性 线路和负载的高精度(25℃时±0.9%) 满载时超低压降(典型值260 mV) 没有稳定性所需的最小输出电流 低噪音 低关机电流 反向偏压保护 2.9 V至12 V电源范围 热关断保护 当前限制 仅需1.0μF输出电容以确保稳定性 电源良好输出 应用 终端产品 PCMCIA卡 手机 摄像机和相机 网络系统,DSL /电缆调制解调器 Cable SetTop Box MP3 / CD播放器 DSP Supply 显示和监视器 PCMCIA卡 手机 摄像机和相机 网络系统, DSL /电缆调制解调器 Cable SetTop Box MP3 / CD播放器 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-30 10:02 46次 阅读
NCP3337 LDO稳压器 500 mA 低Iq 带电源良好

NCP698 LDO稳压器 150 mA 超低Iq

列固定输出低压差(LDO)线性稳压器专为需要低静态的手持通信设备和便携式电池供电应用而设计。该系列具有2.5 uA的超低静态电流。每个器件都包含一个电压基准单元,一个误差放大器,一个PMOS功率晶体管,用于设置输出电压的电阻,电流限制和温度限制保护电路。 NCP698系列提供用于ON / OFF控制的使能引脚。 NCP698设计用于低成本陶瓷电容器,需要0.1μF的最小输出电容。该器件采用微型SC82-AB表面贴装封装。标准电压版本为1.3,1.5,1.8,2.5,2.8,3.0,3.3,3.5和5.0 V.其他电压可以100 mV步进。可提供无铅电镀选项。 特性 优势 超低静态和接地电流 最小化功耗 低压差 延长电池使用时间。保留更长的监管。 低输出电压选项 输出电压准确度为2.0% 温度范围-40C至85C 应用 终端产品 电池供电仪器 手持式仪器 摄像机和相机 MP3播放器 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-30 09:02 111次 阅读
NCP698 LDO稳压器 150 mA 超低Iq

NCP563 LDO稳压器 80 mA 超低Iq

定输出低压差(LDO)线性稳压器专为需要低静态的手持通信设备和便携式电池供电应用而设计。该系列具有2.5μA的超低静态电流。每个器件都包含一个电压基准单元,一个误差放大器,一个PMOS功率晶体管,用于设置输出电压的电阻,电流限制和温度限制保护电路。 NCP562系列提供用于ON / OFF控制的使能引脚。 NCP562设计用于低成本陶瓷电容器,需要0.1μF的最小输出电容。该器件采用微型SC82-AB表面贴装封装。标准电压版本为1.5,1.8,2.5,2.7,2.8,3.0,3.3,3.5和5.0 V.其他电压可以100 mV步进。可以使用无铅电镀选项。 特性 典型值为2.5μA的低静态电流 低输出电压选项 输出电压精度为2.0% -40°C至85°C的温度范围 NCP562提供启用引脚 Pb - 免费套餐可用 应用 终端产品 电池供电仪器 手持式仪器 摄像机和相机 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-30 08:02 111次 阅读
NCP563 LDO稳压器 80 mA 超低Iq

NCP511 LDO稳压器 150 mA 超低压差 低Iq

固定输出低静态电流低压降(LDO)线性稳压器专为需要低静态电流的手持通信设备和便携式电池供电应用而设计。 NCP511具有40μA的超低静态电流。每个LDO线性稳压器包含一个电压基准单元,一个误差放大器,一个PMOS功率晶体管,用于设置输出电压的电阻,电流限制和温度限制保护电路。 NCP511设计用于低成本陶瓷电容器,要求最小输出电容为1.0 5F。 LDO采用微型TSOP-5表面贴装封装。标准电压版本为1.5,1.8,2.5,2.7,2.8,3.0,3.3和5.0 V.其他电压可以100 mV步进。 特性 低典型值为40μA的静态电流 100 mA时100 mV的低压差电压 出色的生产线和负荷调节 最大工作电压6.0 V 低输出电压选项 高精度输出电压2.0% 工业温度范围-40°C至85°C 无铅封装可用 应用 手机 电池供电仪器 手持式仪器 Camcorde rs和相机 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-30 08:02 80次 阅读
NCP511 LDO稳压器 150 mA 超低压差 低Iq

NCP1117LP LDO稳压器 1 A 固定和可调 正

7LP低压降(LDO)线性稳压器是流行的NCP1117系列低压差稳压器的低功耗版本,具有降低的静态电流。它主要用于0到125度温度范围内的大批量消费应用。该系列产品能够提供超过1 A的输出电流,在1 A全电流负载下具有1.3 V的压差,该系列包括1.5 V,1.8 V,2.5 V,3.3 V的可调和五种固定电压版本, 5.0 V。 特性 优势 输出电流超过1.0 A 1A输出电流 应用 终端产品 电视和监视器 电视和监视器 设置顶盒和娱乐设备 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-30 07:02 48次 阅读
NCP1117LP LDO稳压器 1 A 固定和可调 正

MC78LC LDO稳压器 80 mA 超低Iq

00低压降(LDO)线性稳压器专为需要低静态电流的手持通信设备和便携式电池供电应用而设计。 MC78LC00系列具有1.1μA的超低静态电流。每个LDO线性稳压器包含一个电压基准单元,一个误差放大器,一个PMOS功率晶体管和用于设置输出电压的电阻。 MC78LC00低压降(LDO)线性稳压器设计用于低成本陶瓷电容器,要求最小输出电容为0.1μF。 LDO采用微型薄型SOT23-5表面贴装封装和SOT-89,3引脚封装。标准电压版本为1.5,1.8,2.5,2.7,2.8,3.0,3.3,4.0和5.0 V.其他电压可以100 mV步进。 特性 低静态电流1.1μA典型 出色的线路和负载调节 最大工作电压12 V 低输出电压选项 高精度输出电压2.5% 工业温度范围-40°C至85°C 两个表面贴装封装(SOT-89,3针或SOT-23,5针) 无铅封装可用 应用 电池供电仪器 手持式仪器 Camcorde rs和相机 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-30 06:02 225次 阅读
MC78LC LDO稳压器 80 mA 超低Iq

NCV8843 降压稳压器 1.5 A 340 kHz 具有同步功能

3是一款1.5 A降压稳压器IC,工作频率为340 kHz。该器件采用V 2 ™控制架构,提供无与伦比的瞬态响应,最佳的整体调节和最简单的环路补偿。 NCV8842可承受4.0 V至40 V的输入电压,并包含同步电路。片上NPN晶体管能够提供最小1.5 A的输出电流,并通过外部升压电容进行偏置,以确保饱和,从而最大限度地降低片内功耗。保护电路包括热关断,逐周期电流限制和频率折返短路保护。 特性 优势 V 2 ™控制架构 超快速瞬态响应,改进调节和简化设计 2.0%误差放大器参考电压容差 严格的输出调节 逐周期限流 限制开关和电感电流 开关频率短路时减少4:1 降低短路功耗 自举操作(BOOST) 提高效率并最大限度地降低片内功耗 与外部时钟同步(SYNC) 与外部时钟同步(SYNC) 1.0 A关闭静态电流 当SHDNB为最小时电流消耗最小化断言 热关机 保护IC免于过热 软启动 在启动期间降低浪涌电流并最大限度地减少输出过冲 无铅封装可用 应用 终端产品 汽车 工业 直流电源 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-30 01:02 75次 阅读
NCV8843 降压稳压器 1.5 A 340 kHz 具有同步功能

KA78R LDO稳压器 1 A 5至15V 带固定输出

XC是一款适用于各种电子设备的低压差稳压器。它提供带有TO-220-4引线全模封装的恒压电源。在满额定电流(1A)下,KA78RXXC的压差低于0.5V。该稳压器具有各种功能,如峰值电流保护,热关断,过压保护和输出禁用功能。 特性 1A / 3.3V,5V,8V,9V ,12V,15V输出低压差稳压器 TO-220全模封装(4pin) 过流保护,热关机 过压保护,短路保护 带输出禁用功能 应用 此产品是一般用途,适用于许多不同的应用。 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-29 23:02 150次 阅读
KA78R LDO稳压器 1 A 5至15V 带固定输出

LV5749NV 降压稳压器 开关 1通道

NV是单通道降压型开关稳压器。 特性 与负载无关的软启动电路 ON / OFF功能 集成脉冲脉冲过流保护 电流模式控制 电路图、引脚图和封装图
发表于 07-29 19:02 153次 阅读
LV5749NV 降压稳压器 开关 1通道