Buck电源转换器EMI问题详解与解决方案

本文是一篇关于消除Buck电源转换器中电磁干扰（EMI）问题的实用指南，对于设计工程师来说具有很高的参考价值。文章指出，在设计开关模式电源转换器时，电磁兼容性问题往往在后期测试阶段才显现，而早期考虑并解决这些问题可以避免后期高昂的调整成本和复杂性。 首先，作者强调了在设计过程中必须重视电磁兼容性，尤其是元件选择和PCB布局，这是提高EMI性能的关键步骤。不充分考虑这些因素可能导致产品在上市后因EMI问题而面临法规限制或用户体验下降。 其次，文章详细讨论了EMI的两种主要辐射源：交变电场和交变磁场。非隔离的Buck转换器因其低阻节点和环路，主要表现为磁场辐射。磁场辐射主要由电流环中的高频电流引起，其场强与信号频率、环路面积、电流幅值和距离有关。例如，一个小型1cm²电流环，当电流为1mA，频率为100MHz时，3米外的场强仅4.4μV/m，但在实际应用中，大型环路或额外线路可能会显著增加辐射强度。 图1展示了不同频率下电流环产生的辐射强度，以绿色线表示的标准容许值表明，即使是小型电流环，也可能因为设计不当而超出规范。因此，设计师需要精确控制电流路径，避免形成大的环路或不必要的辐射源。 文章接着深入探讨了Buck架构DC/DC转换器中的两个主要电流回路，即上桥MOSFET Q1导通时的电流流动路径，以及这些回路如何影响EMI。理解并优化这些电流路径对减少EMI至关重要。 总结来说，本文提供了针对Buck电源转换器EMI问题的基础分析，包括如何在设计初期预防问题、识别关键因素如元件选择和布局，以及如何通过控制电流回路来减小辐射。这对于确保电源转换器符合电磁兼容性要求，提升产品质量和用户满意度具有重要的实践指导意义。