解读电源模块简化低EMI设计方案

　　LMR23630转换器的性能
　　图11.具有不同输入电容布局的LMR23630转换器的EMI辐射。
　　图11显示了不同设计布局的四种不同EMI频谱。设计布局从优至劣排列（类似于图5，只是把各步骤分开）。第一次测量（良好布局/蓝线）时，未对EVM的布局做出更改（良好布局中所有的输入电容器都非常靠近输入引脚）。第二次测量（小电容器靠近/红线）时，两个4.7μF电容器均放置在距输入引脚2.5厘米处。0.22μF的小电容器非常靠近输入引脚。在第三（小电容器远离/绿线）和第四（无小电容器/紫线）次测量时，小电容器分别距输入引脚2.5厘米，然后完全移除。
　　您可以在图11中看到输入电容器的放置非常关键。将小输入电容器远离输入引脚放置或将其完全移除会违背CISPR 22 A3M级标准。将小电容器靠近输入引脚放置可以最大限度地减少高频环路面积。小电容器可滤除高频噪声，而较大电容的电容器可滤除低频噪声。
　　电源模块的封装中通常包含一个小输入电容器。让我们看看布局不良时电源模块的性能。
　　LMZM33603电源模块的性能
　　图12显示了电源模块的EVM布局，同样从优至劣排列。蓝线表示未更改EVM的EMI辐射。红线和绿线表示不良布局，其中一条线有两个4.7μF输入电容器，位于PCB底部下方（红线）。绿线的电容器距输入引脚约3.5厘米（图13中以红色椭圆形突出显示）。图13中的红色粗线还显示了更改后的EVM，以及VIN、输入电容器和接地之间形成的关键环路区域。EMI特性变差，但并不违背CISPR 22 A3M级标准。

　　图12.TI LMZM33603电源模块的EMI辐射特性

图13.TI LMZM33603电源模块的不良布局示例。

　　电源模块可以补救布局设计错误
　　图14在单个图表中对LMR23630转换器（红线）和LMZM33603电源模块（蓝线）做出了对比。两者均有类似的不良布局，所有外部输入电容器都远离输入引脚。
　　显然，LMZM33603电源模块的EMI辐射特性要优于LMR23630转换器。尽管两种布局均不完美，但电源模块会通过CISPR测试，而转换器无法通过测试。

　　图14.比较TI LMR23630转换器和LMZM33603电源模块的EMI特性。

　　结论
　　正如前文所说，为开关电源创建良好的布局设计具有挑战性。即使是经验丰富的工程师也容易犯错，例如输入电容器的放置位置不当。
　　电源模块更有利于减少设计布局错误。在满足EMI特性方面，它们是开关电源的理想选择，并且对高效利用设计时间至关重要。

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