关于汽车DC/DC电源和EMI的讨论

本文作者为建宇兄，是MPS的高级电源工程师，在第一期EMC群聊分享了《关于DC/DC电源和EMI的讨论》，我就材料进行了整理和补充。

1)DC/DC噪声源特性

DC/DC的噪声的影响三个参数主要为



占空比Duty：占空比上升导致噪声幅度上升

开关频率Fs：是的噪声衰减变在频谱上延伸了，开关频率一般我们可以分为几个大类

20～100Khz：电感较大引起的成本、尺寸基本让低频设计慢慢不是一种选择。

100～550Khz：主要的选择选择

开关频率主要对电感大小、效率、RE/CE的特性影响比较大

上升时间Tr

备注：开关频率的影响其实很大，不仅仅是EMC的效果，在不同的案子里面可以得到不同的影响关系，如《Choosing the optimum switching frequency of your DC/DC converter》所示：



2)如下面的案子所示

2.1)这是一个典型的BuckBoost的电源电路，没有病必需要过CISPR25 Class 3



2.2 初测结果



2.3 整改措施

2.3.1 原理分析



两个开关环路中含有非连续的大电流环路是最主要的噪声源

增加Vin和Vss电容可以减少高频环路的电流

2.3.2 频率选择

噪声分量和电流大小，环路面积和频率成正比，和距离成反比



以下依次为不同频率的效果对比(120、240和400Khz)，深紫色为抖频的效果



2.3.2 开关速度的优化



2.3.3 布局优化影响

在布局上尽可能将C14(Vin-Vss电容)放在续流二极管和MOSFET边上减少高频环路面积



以下是实物照片



补充一些相关的材料，除开芯片厂家的努力，我们能加入的设计手段主要包括：

1)输入滤波优化

RSIL filter 5μH 100nF 50Ω



2)输出滤波优化



3)Snubber电路



小结：

1)感谢建宇兄的案例总结，我们可以定量和定性的看这些参数的选择对实际试验的结果

2)这个的设计，需要打通原理、计算、功能试验和实际验证的环路