目录
开关电路的优缺点
尖峰电压产生原因
改善方法
注意事项
优点
缺点
L是DCDC电路中的寄生电感。 di/dt是DCDC电路中电流的变化率。
当功率管Q1打开时,电流回流路径为:CIN->Q1->L1->COUT。 当功率管Q1关闭时,电流回流路径为:L1->COUT->D1。
流经L1和输出电容COUT的电流是连续的。 开关电流(流经CIN、Q1、D1的电流)是非连续的,会在电感L1上产生毛刺电压,对外会产生电磁辐射。
肖特基二极管本身存在寄生电容,与回路上的寄生电感会产生振铃现象。如果频率分布在高频段(频率超过30MHz),会容易就会被相应仪器捕捉到。
抑制机理:可以通过在肖特基二极管上串接磁珠来降低对外辐射能量,滤除高频信号(详细见下图)。
弊端:肖特基上串联磁珠,会产生较大负向尖峰电压,需要控制输入电压与尖峰电压绝对值之和小于芯片的耐压,确保系统稳定性。
备注:贴片式磁珠材料主要是由磁粉、镍、银浆三大部分组成,其在高频条件下具有相当大的阻抗,可以吸收高频信号(通常30MHz以上为高频)。
天线原理:辐射测试点的频段为30MHz至1000MHz,对应波长为0.3m至10m。发射电磁波的必要条件是天线长度大于波长的1/20。当天线是电磁波半波长的整数倍时,发射的功率最大。
抑制机理:DCDC电源线比较长,有可能对外发射电磁波,类似于天线工作原理。可通过串接共模电感,滤除共模信号,防止辐射超标。
弊端:共模电感具有体积大、成本高、不易加工等缺点,不适合应用于小体积、低成本方案。
优化PCB走线,输入端电容靠近芯片VIN与GND引脚,反馈走线远离开关信号节点,使用 GND 走线包围开关信号节点,同时缩短开关电流回路路径,即将输入端电容正极靠近芯片VI 引脚,肖特基阴极靠近芯片SW引脚,肖特基阳极靠近输入电容负极。
在肖特基处串联磁珠和RC吸收电路,磁珠通常选用交流阻抗60-80R,直流阻抗越小损耗越小;RC吸收电路中的电阻阻值在10R左右,电容容量在1nF以内。