在您的电源中很容易找到作为寄生元件的 100fF 电容器。您必须明白,只有处理好它们才能获得符合 EMI 标准的电源。


从开关节点到输入引线的少量寄生电容(100 毫微微法拉)会让您无法满足电磁干扰(EMI)需求。那 100fF 电容器是什么样子的呢?在 Digi-Key 中,这种电容器不多。即使有,它们也会因寄生问题而提供宽泛的容差。

 

不过,在您的电源中很容易找到作为寄生元件的 100fF 电容器。只有处理好它们才能获得符合 EMI 标准的电源。

 

图 1 是这些非计划中电容的一个实例。图中的右侧是一个垂直安装的 FET,所带的开关节点与钳位电路延伸至了图片的顶部。输入连接从左侧进入,到达距漏极连接 1cm 以内的位置。这就是故障点,在这里 FET 的开关电压波形可以绕过 EMI 滤波器耦合至输入。

 


图 1. 开关节点与输入连接临近,会降低 EMI 性能

 

注意,漏极连接与输入引线之间有一些由输入电容器提供的屏蔽。该电容器的外壳连接至主接地,可为共模电流提供返回主接地的路径。如图 2 所示,这个微小的电容会导致电源 EMI 签名超出规范要求。

 

图 2. 寄生漏极电容导致超出规范要求的 EMI 性能

 

这是一条令人关注的曲线,因为它反映出了几个问题:明显超出了规范要求的较低频率辐射、共模问题通常很明显的 1MHz 至 2MHz 组件,以及较高频率组件的衰减正弦(x)/x 分布。

 

需要采取措施让辐射不超出规范。我们利用通用电容公式将其降低了:

C = ε ˙ A/d

 

我们无法改变电容率(ε),而且面积(A)也已经是最小的了。不过,我们可以改变间距(d)。如图 3 所示,我们将组件与输入的距离延长了 3 倍。最后,我们采用较大接地层增加了屏蔽。

 

图 3. 这个修改后的布局不仅可增加间距,而且还可带来屏蔽性能

 

图 4 是修改后的效果图。我们在故障点位置为 EMI 规范获得了大约 6dB 的裕量。此外,我们还显著减少了总体 EMI 签名。所有这些改善都仅仅是因为布局的调整,并未改变电路。如果您的电路具有高电压开关并使用了屏蔽距离,您需要非常小心地对其进行控制。

 


图 4. EMI 性能通过屏蔽及增加的间距得到了改善

 

总之,来自离线开关电源开关节点的 100fF 电容会导致超出规范要求的 EMI 签名。这种电容量只需寄生元件便可轻松实现,例如对漏极连接进行路由,使其靠近输入引线。通常可通过改善间距或屏蔽来解决该问题。要想获得更大衰减,需要增加滤波或减缓电路波形。