更多客戶開始使用小型第三方DC-DC轉換器來提供當今處理器和DDR RAM IC所需的多種電壓,雖然它們很容易落到電路板上,但它們可能是輻射和傳導發射的重要來源 - 特別是那些在MHz范圍內切換的輻射和傳導發射。
這種“嵌入式”DC-DC轉換器的一個例子是由村田制作所制造的,我們將使用他們的型號UWE-24/3-Q12,這是一種“第八磚”電源,可以采用9到36V和在3A處將其轉換為24V(圖1)。我的客戶在產品上使用其中三個轉換器,測量高水平的輻射發射,并在整個系統中一直觀察150 MHz的寬帶噪聲。
圖1 - Murata UWE-24/3-Q12 DC-DC轉換器。
制造商建議在輸入和輸出上使用特定的電容器,并且如圖所示,我將這些電容器焊接在一起。
如果您閱讀制造商的規格表,您通常會發現“通過”EMI將需要“額外的過濾”,而且這個轉換器也不例外。在這種情況下,沒有描述滿足EMI限制所需的附加濾波。我決定將其中一個帶回實驗室并嘗試一些實驗來試圖去掉EMI。
要做到這一點需要一些儀器。我使用了Siglent Technologies SPD3303C三輸出電源,Tekbox Technologies TBOH01 5uH LISN,Tekbox自供電有源負載和Siglent Technologies SSA3032X頻譜分析儀。有源負載非常方便,因為我可以撥入我想要的精確負載電流......在這種情況下為0.5安培,以避免冷卻問題。
我連接了幾個Fluke數字萬用表來監控輸出電壓和電流(圖2)。頻譜分析儀通過LISN拾取傳導發射。
圖2 - 用于評估Murata DC-DC轉換器的傳導發射的測試設置。
在嘗試了我手邊的一些電感器和共模扼流圈之后,我確定只需將一個100uH電感器與輸入端子串聯就足以使發射量相當大(圖3)。
圖3 - 顯著降低傳導發射所需的100 uH電感器。
圖4顯示了結果。黃色跡線是環境(基線)信號水平,紅色跡線未經過濾(無電感器),藍色跡線是電感器與轉換器的輸入電壓串聯。
添加單個電感器幾乎將傳導發射降低到測量的本底噪聲。
圖4 - 安裝100 uH電感器(藍色跡線)的結果,從150 kHz到150 MHz。
紅色跡線是未濾波的噪聲,黃色跡線是環境基線噪聲。顯示行是近似的排放限制。
結論
許多EMI測試可以在工作臺上進行。在進行PC板設計之前,評估各種供應商產品(例如DC-DC電源轉換器)總是明智的,驗證EMI性能以及閱讀產品規格表中的“精細打印”也是明智之舉,通常聲稱EMI性能需要額外的組件。
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