如何使用摆率控制来降低EMI?

2019-07-16 08:10发布

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如何使用摆率控制来降低EMI?
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3条回答
sjjs001
2019-07-16 10:57
在低端底部MOSFET关断且高端顶部MOSFET导通期间,开关节点电压从地升至V IN。如果高端顶部MOSFET导通时间太快,则在此转换期间开关节点电压会出现过高的过冲。增加R HO电阻可降低高端MOSFET的驱动电流,从而减慢MOSFET的导通时间并有助于减少开关节点振铃。请注意,减慢高端MOSFET的关断时间会增加开关损耗。在低EMI和高端MOSFET的开关损耗之间选择R HO时,您需要进行权衡。低端MOSFET的损耗包括R DS(ON)损耗,死区时间损耗和MOSFET内部体二极管的损耗。在死区时间(高侧和低侧MOSFET关闭时),低侧MOSFET的内部体二极管传导电感电流。MOSFET的内部体二极管通常具有较高的正向压降,因此可以显着降低效率。减少低端MOSFET内部体二极管导通电流的时间可提高效率。使用压摆率控制,可以在LM5140-Q1驱动器输出(LO引脚)和低端MOSFET栅极之间插入一个电阻(R OL),以增加低端MOSFET关断所需的时间。减慢关断时间可缩短低端和高端MOSFET导通之间的死区时间,从而提高降压转换器的效率。减少同步降压的死区时间时,请确保高端和低端MOSFET不会同时导通。
图4
具有摆率控制的降压转换器开关节点波形

我使用LM5140-Q1控制器修改了图1所示的电源(参见图4)。使用压摆率控制可优化开关节点的上升和下降时间,从而消除开关节点振铃。下一步是运行CISPR 25 Class 5传导发射。我选择了这些摆率控制电阻值:R HO =10Ω,R HOL =0Ω,R LO=10Ω,R LOL =10Ω。我为此应用选择的电阻器是输出功率低于50W的任何应用的良好启动点。图5显示了传导发射测试的结果和总结。
图5
压摆率控制比较:CISPR 25 Class 5,V IN = 12V,V OUT = 3.3V,I OUT = 5A,无摆率控制(a)和压摆率控制(b)

采用具有摆率控制的LM5140-Q1降压转换器可将传导发射降低21dBμV。它还可以更好地控制开关节点的上升和下降,并消除了对缓冲电路的需求,这增加了电路的复杂性和成本。通过选择正确的摆率控制电阻值,您不仅可以降低EMI; 您还可以提高系统效率。

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