在低频和高频范围内降低 EMI 的传统方法

当其他系统共享公共物理触点时，由 SMPS 中不连续电流产生的输入电压纹波可能会传导到这些系统中。如果没有适当的缓解措施，那么过大的输入或输出电压纹波可能会影响电源、负载或相邻系统的运行。过去，您可以使用基于无源电感电容器 (LC) 的 EMI 滤波器来显著减小输入纹波，如图 4 所示。LC 滤波器可提供满足 EMI 规格所必需的衰减。代价是会使系统的尺寸和成本增大（具体取决于所需的衰减），这将降低总功率密度。此外，用于输入 EMI 滤波器设计的大型电感器会因其较低的自谐振频率而在高于 30MHz 的频率上无法衰减，从而需要铁氧体磁珠等附加元件处理高频衰减。

图 3 本白皮书中介绍的 EMI 缓解技术汇总。

图 4 典型的用于降低 EMI、基于 LC 的无源滤波器，以及实现的衰减。

缓解 EMI 的另一种传统方法是使用展频（或时钟抖动）来调制 SMPS 的开关频率，这将降低与基本开关频率及其谐波相关的频谱峰值，但代价是本底噪声增大，如图 5 所示。

图 5 采用展频技术和未采用展频技术的 SMPS 频谱示例。

展频是一项有吸引力的技术，因为它易于实现并且您可以将其与其他 EMI 降低方法结合使用。但该技术不是万灵药，因为它只能相对降低现有的 EMI，并且根据其特性，其性能会在开关频率较低时降低。此外，您通常只能将展频应用于单个频带，原因将在下一节中说明。

为了更大程度地减小滤波电感器的尺寸，您可以为 SMPS 设计选择更高的开关频率。不过，对于切换器操作，需避免使用敏感频带。例如，以前汽车电源解决方案的推荐开关频率一直处于 AM 以下频带（约 400kHz）。通过选择较高的开关频率来显著减小电感器尺寸，意味着您必须避开整个 AM 频带（525kHz 至 1,705kHz），从而在更严格的汽车 EMI 频带上不会产生基本的开关杂散。

米6体育平台手机版_好二三四 (TI) 开关转换器的开关频率高于 1.8MHz，可以满足 EMI 频带的要求。为降低开关损耗而提高开关频率的措施对开关转换上升和下降时间的要求更为严格。不过，具有很短上升和下降时间的开关节点即使在接近第 100 次谐波的高频率下，也能保持较高的能量（如图 6 所示），这再次突出了高效率与低 EMI 之间的权衡。

图 6 具有不同上升时间的方波的 EMI 图。

由于直流/直流转换器的电源路径中存在寄生电感，因此高压摆率还会导致高频率开关节点振铃，这进一步增加了振铃频率及更高频率下的发射。图 8 展示了压摆率和开关节点相关振铃如何影响发射。限制由开关转换引起的 EMI 发射的传统方法是，通过在开关器件的栅极驱动路径中特意添加电阻来降低 EMI 发射的速度。这导致转换发生得更慢，从而使发射更快地滚降，并且使发射在振铃频率下降低 8 至 10dB。不过，这种开关边沿的减慢会导致开关转换器的峰值电流效率降低 2% 至 3%。