Grey
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看了一份ST的应用笔记，简单了解了一下EMI相关的一些设计，感觉还比价有收获。整理一下自己的收获点。
参考资料： AN5084
- 应用场景主要是限制在了汽车电子的开关应用中。
- 主要是关注与电路板的设计以及负载驱动策略，跟IC设计没有关系。
- 开关应用中，EMI产生比较厉害的典型电路应用有：Peak & Hold、电磁阀、H桥驱动等。
- 分析的重点在于晶体管栅极的充放电对EMI的影响。
要理解电路产生的电磁干扰影响，需要考虑3个方面：
- 散热（一直没有弄明白为什么会有，难道主要是考虑元器件受到温度的影响参数变化？）
- 电场的产生
- 磁场的产生
分析EMI问题要关注的3个方面：
- 近场
- 接触传到干扰，有一些临近电路突然间产生尖峰一般就是这一类。
- 辐射传到干扰。
热传导一般是代表了热阻以及可靠性问题，跟EMI的问题关系不大。既然如此，前面引入这样的一个分析观点又是为了什么？有点写得不合理。
- 静电场主要与电路的电能存储有关。
- 一般，电路中的电容器件就会带来这样的影响。
- 在设计的时候，电容尽量就近放置以减少耦合。
- 关于静电场的处理，很多PCB设计工具就内置了对应的规则来避免这样的情况发生。
- 如果开关应用切换速度过快，电荷的运动方向在不断发生变化。此时，就有可能出现耦合，产生电场。
- 静磁场一般与电路的磁能存储有关。
- 电路中的电感一般就是这样的储能部件。
- 同电场的耦合避免规则类似，很多板子设计工具会提供磁场耦合避免的一些规则。
- 在一直切换的电路应用中，电流几乎一直不恒定。因此，EMI中这种影响可能会较小。
- 9945用于peak & hold的时候，控制高边或者控制低边都是可以的。
- 从图中，可以看到一个续流的方式，其实电流从GND回流了。
- peak & hold的控制，开关切换速度是很快的，典型的切换频率为20KHz。
- 在控制电流的过程中，主要是控制PWM的占空比。
- 续流阶段，可以对GND有一个接触传导的干扰。
PCB设计的两个规则：
- 栅极驱动尽量靠近MOS，减少寄生电感辐射。
- PCB设计，高频回路设计为镜像回路，减少辐射。
- 供电层以及地层尽量靠近以减少供电线上的寄生电阻。
- 两个相对的金属面可以构成一个谐振腔。
- d的数值必须至少要达到20H，其中H是板层厚度，而d是距离外壳的距离。
- 可以对板子进行分区，相同标准要求的放在同一个区。
- 模拟以及告诉线设计的时候垂直以避免平行耦合。
- 避免环形或者蛇形的走线，这样的走线有天线的效果。
- 线间隔是线宽3倍以上，这样可以减少70%的串扰。如果增加到10倍以上，可以减少98%的串扰。
- 一个过孔可以引入1pF的电容以及电感。
- 使用新号去耦元件或者供电线，这样可以增强对内部以及外部的干扰的抵抗。
- 单个去耦电容一般不足以解决整个电路的EMI问题。因为，实际的电容有非理想的寄生元件。如果信号高于自身谐振频率，那么电容可以充当电感的作用。
- 电容一般用于处理自身谐振频率一下的低频新号。
- 电解电容以及钽电容，一般可以用于1MHz以内的应用。
- 陶瓷电容可以用于1MHz~100MHz的应用。
- 这里给出来了一个不通类型的电容的谐振频率参考表。
- 解决EMC问题并不意味着为现有电容器选择更高的值。相反，它必须通过并联使用具有较低电容的较小组件来实现。事实上，这样的部件具有更高的自谐振频率，并且可能能够抑制高频干扰。
- 这样的结论，其实结合上面的表格能够一下子看出。
- 米勒电容的存在，有助于晶体管的平滑开关。
- 米勒电容可以保证在驱动晶体管的过程中Vgs的稳定。
- 这是对一个晶体管开关过程的分步骤分析。
- 理解这个过程很重要的一点是，需要知道低边驱动最终产生驱动效果是通过漏极电压拉下来实现的。
9945应用中米勒电容的作用：
- 限制电荷泵带来的电流冲击。
- 保证晶体管的打开速度。
应该合理选择开关切换频率：
- peak & hold一般典型的工作频率为20KHz。
- lambda探测器的工作频率一般是100Hz。
在EMI等相关的设计上要注意以下几点：
- 电源相关的，通常需要加去耦电容。
- 走线以及布板要符合规则。
- 需要的时候，加米勒电容。
- 应用中，合理设置限流值。
应用笔记中给出来了实际的例子，可以看得出来以下的初步结论：
- 从EMI的角度，外部限流不如使用IC配置。
- 如果不设置限流模式，可以提高开关的响应速度。
