EMI产生开关场效应晶体管和二极管
通过谐波发生任何非线性组件可以产生电磁干扰,在转换作用脉冲时,或者当驱动饱和的交流信号。两种最常见的非线性元件,EMI可以出现在一个简单的交流信号,通过开关或饱和/整改,二极管和场效应晶体管。转换作用,非线性饱和,或将导致进行和辐射EMI。
非线性产生电磁干扰
任何组件的非线性传输特性时将产生谐波驱动交流信号在一个单音。当一个组件都有一个非线性传输特性,通过整改或饱和,转移曲线(输出电压/电流与输入电压/电流)可以作为泰勒近似函数在一些额定电压:
函数f (V)是传输特性,而我们认为交流电压的标称电压波动的直流偏置,平均电压,或0 V。f (V)的星号表示衍生品。更高程度的术语(n > 1)生成所有输入信号的谐波混频,结果出现的谐波辐射或进行排放测量。
生成的EMI辐射或(或两者)进行的,和一般功率谱可以类似由于谐波的方式生成通过饱和和转换作用。下表列出了常见的实例,场效应晶体管和二极管可以通过谐波发生产生EMI。
开关场效应晶体管 |
功率调节器电路在一个smp |
饱和场效应晶体管 |
更一般的模拟/电力电子,输出超过载重线的限制 |
二极管 |
AC / DC输入整流阶段电力转换器,整流输出变压器耦合smp电路,反向电流保护电路 |
二极管
二极管的典型情况是,一个输入波形被纠正,使其变成单向的。二极管都是非线性元件,由于其指数传递函数,它们会产生谐波失真在输入波。进行排放时,会发生从期待反向偏压二极管是将驾驶交流波形。交流波形改变极性,二极管需要一些时间从期待反向偏压由于其结电容放电。
的一个重要规范,确定排放是反向恢复时间,和需要快速或慢速反向恢复取决于你问谁。在经济复苏阶段,快速瞬态响应可以兴奋,这可能表现出响如果有多余的电感电流路径。
二极管正向偏压结束时的预期行为和反向恢复开始如下图所示。当反向恢复阶段开始时间T时,当前一些速度下降(di / dt)能激发瞬态电流通路。结果是传导EMI观察到负载,和辐射EMI观察电路。
不幸的是,没有什么可以操纵在一个二极管,二极管操作不同的EMI生成特征。解决方案是增加电路,包括二极管或选择一个不同的二极管产生的电磁干扰。有两个广泛的情况下,快速恢复二极管vs。肖特基二极管应该使用:
- 二极管的单向脉冲:缓慢的复苏可能是首选,因为这可以减缓通过二极管脉冲驱动。
- 二极管阵列用于整流与AC波:快速复苏是首选,因为这可以防止快速边缘产生期待反向偏压二极管开关。
简而言之,如果二极管很快就会遇到交流波的反极性部分,最好使用一个快速恢复二极管。如果二极管只有在正向偏压脉冲驱动,然后缓慢复苏的二极管是可以接受的。
饱和场效应晶体管
饱和的MOSFET会产生谐波以同样的方式作为一个二极管。饱和导致输出信号在时域的剪裁,这要求剪包含额外的谐波信号,并没有出现在输入。这都是可视化的载重线下面的图。
进行了EMI MOSFET时将会出现极端边缘的载重线运行。如果有过多的谐波量在这种情况下,晶体管可以交换或操作电压可以调节。
开关场效应晶体管
在快速交换的情况下,可以进行和辐射EMI的快速边缘驱动脉冲和当前交付给加载组件。MOSFET的电感包,寄生参数和电感回路由当前路径都有助于产生EMI。这是开关噪声可以如此激烈的原因之一开关直流/直流监管机构。
EMI生成的机制,在这种情况下是通过激发的瞬态响应。在开关场效应晶体管,我们通常选择快速响应和效率高(低直流损失),导致阻尼不足的在几乎所有情况下的瞬态响应。结果是一个响亮的波形,可以测量的输出开关电路,或者它可以测量近场辐射排放的政权。
波形转换节点在一个典型的巴克调节电路。
在这种情况下的解决方案是修改PCB布局,以便电感在当前路径最小化。寄生包在哪里过度,电感在交换节点可以减少通过添加少量的阻力,如与地面的缓冲器。
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