ZHCAAB5 September 2020 TPS55288 , TPS55288-Q1 , TPS552882 , TPS552882-Q1
开关环路可建模为 LC 电路,由输入或输出侧去耦电容器以及高侧和低侧 MOSFET 构成。对于降压桥臂开关节点 SW1,当高侧 FET 接通而低侧 FET 关断时,会发生振铃。对于升压桥臂开关节点 SW2,当低侧 FET 关断而高侧 FET 接通时,会发生振铃。图 2-10 所示为开关环路在此过渡状态期间的等效模型。
等效模型中的电感(L_loop1 和 L_loop2)对应于开关环路的总环路电感,其中包括 PCB 布线电感、去耦电容器的 ESL 和 MOSFET 的封装电感。环路的总电容由低侧 MOSFET 的输出电容决定。因此,开关节点振铃频率由寄生环路电感和低侧 MOSFET 输出电容决定。对于给定的开关速度和给定的 MOSFET,振铃的最大幅度也由寄生环路电感决定。
从前一章中,我们已知晓通过紧凑的布局、在开关环路下添加接地平面或使用对称 PCB 布局可降低寄生环路电感,但在实际应用中,元件放置方式会受 PCB 尺寸的限制。
如果辐射 EMI 水平仍然超过要求的水平,并且布局不能再改进,我们该怎么办?在开关节点和电源接地端之间添加一个 RC 缓冲器,有助于降低辐射 EMI 水平。RC 缓冲器应尽可能靠近开关节点和接地平面。图 2-11 所示为使用和不使用 RC 缓冲器情况下的辐射 EMI 的对比结果。使用 RC 缓冲器时,辐射 EMI 在 300MHz 下可降低约 6dBuV/m。