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EMC,EMI设计相关技术文章如何使PCB电路符合EMI和EMC兼容性的要求
理解电压调节器的物理特性对于设计符合EMI和EMC兼容性要求的电源系统至关重要。开关调节器(降压、升压、反激以及SEPIC拓扑结构)的物理特性对于元件选择、电磁设计以及PCB布局具有特殊的指导意义。漏感、ESR和ESL的寄生效应是优化电路性能的关键所在。
大多数便携设备包含电压调节器或其它类型的电源电路,许多非便携式设备中使用的小尺寸光刻技术IC要求较低的供电电压,也必须由特定的电源电路来提供。然而许多设计者并不完全了解,电压调节器和电源电路的选择对于电池寿命、电磁干扰/电磁兼容(EMI/EMC)规范的兼容性、甚至产品的基本性能能否达到设计要求都有着重大影响。以下就有关电源电路中电气噪声的产生和传播机制及物理原理进行讨论。
电压调节器
最为普通的功率转换器就是电压调节器。它可以接受一个在某给定范围内变动的输入电压,并产生一个不变的输出电压。电压调节器主要包含两大类:开关型和所有其它类型(主要是线性和并联型)。不同于开关型调节器,线性和并联型的适用范围很有限,因为其输出电压必须保持低于输入电压。另外,大多数开关调节器的效率也优于对应的线性或并联型调节器。不过,线性/并联型调节器的低噪声和简单性使它们相对于开关调节器更有吸引力。
最简单的电压调节器是并联型调节器,它通过调节流过电阻的电流,使输入电压下降到一个稳定的输出电平。齐纳二极管具有类似功能,但齐纳管中的功率消耗过大,且负载调整(输出电压随负载电流的变化)很差。有些并联调节器允许利用分压网络设定稳定电压,但通常是作为一个功能模块出现在更为复杂的调节器或电源中。一般来讲,并联调节器适合于负载电流变化不大的低功耗系统。然而,这种狭窄的应用范围可以通过增加一个有源调整元件(通常是一个双极晶体管)而得以扩展,此时的并联调节器就转变为线性调节器。
线性电压调节器
线性电压调节器利用一个有源调整元件(双极型或MOSFET)将输入电压降低至稳定的输出电压。这类器件中,低压差型(LDO)在过去的十年中已十分流行。压差指维持输出稳定所需的最小电压差异(输入和输出之间)。降落电压高达1V的调节器一度被称为LDO,但更典型的压差值在100mV至300mV之间。