ZHCAAB5 September   2020 TPS55288 , TPS55288-Q1 , TPS552882 , TPS552882-Q1

 

  1.   商标
  2. 1引言
  3. 2设计过程
    1. 2.1 辐射理论
    2. 2.2 降压/升压转换器中产生宽带 EMI 的根本原因
    3. 2.3 如何通过 TPS55288 降压/升压转换器实现低 EMI
      1. 2.3.1 在关键环路下添加接地平面
      2. 2.3.2 使用对称布局配置
      3. 2.3.3 使用频率抖动功能
      4. 2.3.4 在开关节点处添加 RC 缓冲器
      5. 2.3.5 在输入和输出侧添加滤波器
  4. 3原理图和测试结果
    1. 3.1 测试结果
  5. 4总结
  6. 5参考文献

在开关节点处添加 RC 缓冲器

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。

GUID-20200826-CA0I-HZTN-VN9C-H3TZQ3B0VSZG-low.png图 2-10 开关环路的等效模型

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。

GUID-20200826-CA0I-4RS1-S6QQ-JB1R84TB59MQ-low.png图 2-11 使用和不使用 RC 缓冲器情况下的辐射 EMI 的对比结果