解讀電源模塊簡(jiǎn)化低EMI設計方案
LMR23630轉換器的性能
圖11.具有不同輸入電容布局的LMR23630轉換器的EMI輻射。
圖11顯示了不同設計布局的四種不同EMI頻譜。設計布局從優(yōu)至劣排列（類(lèi)似于圖5，只是把各步驟分開(kāi)）。第一次測量（良好布局/藍線(xiàn)）時(shí)，未對EVM的布局做出更改（良好布局中所有的輸入電容器都非�？拷斎胍_）。第二次測量（小電容器靠近/紅線(xiàn)）時(shí)，兩個(gè)4.7μF電容器均放置在距輸入引腳2.5厘米處。0.22μF的小電容器非�？拷斎胍_。在第三（小電容器遠離/綠線(xiàn)）和第四（無(wú)小電容器/紫線(xiàn)）次測量時(shí)，小電容器分別距輸入引腳2.5厘米，然后完全移除。
您可以在圖11中看到輸入電容器的放置非常關(guān)鍵。將小輸入電容器遠離輸入引腳放置或將其完全移除會(huì )違背CISPR 22 A3M級標準。將小電容器靠近輸入引腳放置可以最大限度地減少高頻環(huán)路面積。小電容器可濾除高頻噪聲，而較大電容的電容器可濾除低頻噪聲。
電源模塊的封裝中通常包含一個(gè)小輸入電容器。讓我們看看布局不良時(shí)電源模塊的性能。
LMZM33603電源模塊的性能
圖12顯示了電源模塊的EVM布局，同樣從優(yōu)至劣排列。藍線(xiàn)表示未更改EVM的EMI輻射。紅線(xiàn)和綠線(xiàn)表示不良布局，其中一條線(xiàn)有兩個(gè)4.7μF輸入電容器，位于PCB底部下方（紅線(xiàn)）。綠線(xiàn)的電容器距輸入引腳約3.5厘米（圖13中以紅色橢圓形突出顯示）。圖13中的紅色粗線(xiàn)還顯示了更改后的EVM，以及VIN、輸入電容器和接地之間形成的關(guān)鍵環(huán)路區域。EMI特性變差，但并不違背CISPR 22 A3M級標準。
圖12.TI LMZM33603電源模塊的EMI輻射特性
圖13.TI LMZM33603電源模塊的不良布局示例。
電源模塊可以補救布局設計錯誤
圖14在單個(gè)圖表中對LMR23630轉換器（紅線(xiàn)）和LMZM33603電源模塊（藍線(xiàn)）做出了對比。兩者均有類(lèi)似的不良布局，所有外部輸入電容器都遠離輸入引腳。
顯然，LMZM33603電源模塊的EMI輻射特性要優(yōu)于LMR23630轉換器。盡管兩種布局均不完美，但電源模塊會(huì )通過(guò)CISPR測試，而轉換器無(wú)法通過(guò)測試。
圖14.比較TI LMR23630轉換器和LMZM33603電源模塊的EMI特性。
結論
正如前文所說(shuō)，為開(kāi)關(guān)電源創(chuàng )建良好的布局設計具有挑戰性。即使是經(jīng)驗豐富的工程師也容易犯錯，例如輸入電容器的放置位置不當。
電源模塊更有利于減少設計布局錯誤。在滿(mǎn)足EMI特性方面，它們是開(kāi)關(guān)電源的理想選擇，并且對高效利用設計時(shí)間至關(guān)重要。
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