汽车和工业应用中如何使用转换速率控制EMI

　　除利用上述方法来降低开关节点振铃噪音外，还有另一种方法，就是使用LM5140-Q1符合汽车应用要求的同步降压控制器。LM5140-Q1的一大重要特性是转换速率控制。通过引出驱动器的源侧和接收侧引线，可以独立控制高/低侧MOSFET的接通和关闭时间。

　　在低侧MOSFET关闭和高侧顶部MOSFET接通期间，开关节点电压从接地升至VIN。如果高侧顶部MOSFET接通过快，则在过渡时开关节点电压会过冲。增大RHO电阻可以降低高侧MOSFET的驱动电流，减缓该MOSFET的接通时间，同时有助于降低开关节点振铃噪音。注意：减慢高侧MOSFET的关闭时间会增大开关损耗。在低电磁辐射和高侧MOSFET的开关损耗之间选用RHO时，需要做一个权衡折衷。

　　低侧MOSFET损耗包括RDS（ON）损耗、空载时间损耗和MOSFET内部体二极管的损耗。空载（高/低侧MOSFET均处于关闭状态）时，低侧MOSFET的内部体二极管可传导感应器电流。一般情况下，MOSFET的内部体二极管都有较高的正向电压降，因此其效率会大幅降低。而缩短低侧MOSFET内部体二极管传导电流的时间可以提高效率。

　　利用转换速率控制可以在LM5140-Q1驱动器输出（LO引脚）和低侧MOSFET栅极之间插入一个电阻器（ROL），用来延长低侧MOSFET关闭所需的时间。减慢关闭时间可以减少低侧和高侧MOSFET传导的空载时间，提高降压转换器的效率。缩短同步降压的空载时间时，切勿同时传导高侧和低侧MOSFET。

　　图4：降压转换器开关节点波形和转换速率控制

　　我使用LM5140-Q1控制器（参见图4）改装了图1所示的电源。使用转换速率控制优化开关节点的上升和下降时间，消除了开关节点的振铃噪音。

　　下一步是进行CISPR 25 Class 5传导放射。我选用了以下转换速率控制电阻器值：RHO = 10?， RHOL = 0?， RLO = 10? 和 RLOL= 10?。选择用于此应用的电阻器对于输入功率低于50W的任何应用来说都是一个很好的起点。

　　图5显示了传导放射测试的结果和总结。

　　图5：转换速率控制比较：CISPR 25 Class 5， VIN = 12V， VOUT = 3.3V， IOUT = 5A，无转换速率控制（a）和有转换速率控制（b）

　　降压转换器借助LM5140-Q1和转换速率控制将传导放射降低了21dBµV。此外还增强了对开关节点上升和下降的控制，同时无需使用缓冲电路，降低了电路的复杂性和成本。

　　挑选出转换速率控制电阻器的正确值，不仅可以降低电磁辐射，还能同时提高系统的效率。