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21 janv., 2022 290 Vues Auteur : LISUN

Qu'est-ce qu'un équipement de test CEM

Un défi de conception clé dans la conception d'une banque d'alimentation est de réussir les tests EMI. Les ingénieurs en électronique s'inquiètent souvent de l'échec des tests EMI. Si le test EMI du circuit échoue plusieurs fois, ce sera un cauchemar. Vous devrez travailler XNUMX heures sur XNUMX dans le laboratoire EMI pour résoudre les problèmes et éviter les retards dans le déploiement des produits. Pour les produits grand public tels que les banques d'alimentation, le cycle de conception est court et les restrictions de certification EMI sont strictes, vous voulez donc ajouter suffisamment de filtres EMI pour réussir le test EMI en douceur, mais vous ne voulez pas augmenter l'espace et en ajouter trop coût pour le circuit. Il semble difficile de jongler avec les deux.

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Système récepteur EMI-9KB_EMI

La conception de référence du convertisseur élévateur EMI à faible rayonnement de conception TI (PMP9778) fournit une telle solution. Il peut prendre en charge une tension d'entrée de 2.7 à 4.4 V, une puissance de sortie de 5 V / 3 A, 9 V / 2 A et 12 V / 1.5 A, et convient uniquement aux applications de banque d'alimentation. Avec l'optimisation du placement et de la disposition, cette conception TI atteint 6 dB de marge supplémentaire par rapport aux tests rayonnés EN55022 et CISPR22 Classe B. Jetons un coup d'œil au processus de conception.

Identifier les chemins de courant critiques
L'EMI commence par un taux instantané élevé de cycle de changement de courant (di/dt). Par conséquent, nous devons distinguer les chemins critiques di/dt élevés au début de la conception. Pour atteindre ces objectifs, il est important de comprendre les chemins de conduction du courant et le flux de signal dans les alimentations à découpage.

La figure 1 montre la topologie du convertisseur élévateur et les chemins de courant critiques. Lorsque S2 est fermé et S1 est ouvert, le courant alternatif circule dans la boucle bleue. Lorsque S1 est fermé et S2 est ouvert, le courant alternatif circule dans la boucle verte. Par conséquent, le courant traverse le condensateur d'entrée Cin et l'inductance L est un courant continu, tandis que le courant traverse S2, S1 et le condensateur de sortie Cout est un courant pulsé (boucle rouge). Par conséquent, nous définissons la boucle rouge comme le chemin critique du courant. Ce chemin a l'énergie EMI la plus élevée. Lors du placement, nous devons minimiser la zone délimitée par celui-ci.

Figure 1 Chemin de courant critique pour un convertisseur élévateur

Minimiser la zone de boucle pour les chemins di/dt élevés
La figure 2 montre la configuration des broches du TPS61088. La figure 3 montre un exemple de disposition des chemins de courant critiques pour le TPS61088. La broche NC indique qu'il n'y a pas de connexion à l'intérieur de l'appareil. Par conséquent, ils peuvent être connectés à PGND. Électriquement, la connexion des deux broches NC au plan de masse PGND facilite la dissipation thermique et réduit l'impédance du chemin de retour. Du point de vue EMI, la connexion des deux broches NC au plan de masse PGND rapproche les plans VOUT et PGND du TPS61088. Cela facilite le placement des condensateurs de sortie. Comme on peut le voir sur la figure 3, placer un condensateur céramique haute fréquence 0603 1-UF (ou 0402 1-UF) COUT_HF aussi près que possible de la broche VOUT donne la plus petite zone de la boucle haute di/dt.

Figure 2 Configuration des broches du TPS61088

Figure 3 Exemple de disposition du chemin critique TPS61088

L'intensité maximale du champ électrique d'une boucle di/di élevée à une distance de 10 mètres du plan de masse peut être calculée par la formule suivante :

La figure 4 montre les résultats EMI rayonnés avec et sans COUT_HF. Dans les mêmes conditions de test, l'EMI rayonnée est améliorée de 4dBuV/m avec COUT_HF.

Figure 4. Résultats EMI rayonnés avec et sans COUT_HF

Placer un plan de masse sous le chemin critique
Une inductance de suivi élevée entraîne une faible EMI rayonnée. Parce que l'intensité du champ magnétique est proportionnelle à l'inductance. Placer un plan de masse fixe sur la couche suivante de la trace critique peut résoudre ce problème.

Le tableau 1 donne les inductances de suivi données sur différentes cartes PCB. Nous pouvons voir que pour un PCB à quatre couches avec une épaisseur d'isolation de 0.4 mm entre la couche de signal et le plan de masse, l'inductance de suivi est beaucoup plus petite que l'inductance de suivi pour un PCB à 1.2 couches de 2 mm d'épaisseur. Par conséquent, placer le plan de masse fixe le plus court dans le chemin critique est l'un des moyens les plus efficaces de réduire les EMI.

La figure 5 montre les résultats EMI rayonnés pour un PCB à 2 couches et un PCB à 4 couches. Sur la base de la même disposition et des mêmes conditions de test, les EMI rayonnées peuvent être améliorées de 10 dBuV/m sur un PCB à 4 couches.

Figure 5 Résultats EMI rayonnés pour un PCB à 2 couches et un PCB à 4 couches

Ajouter un tampon RC
Si les niveaux rayonnés dépassent toujours les niveaux requis et que la disposition ne peut pas être améliorée davantage, l'ajout d'un amortisseur RC et d'une masse d'alimentation à la broche TPS61088 SW peut aider à réduire les niveaux EMI rayonnés. L'amortisseur RC doit être placé aussi près que possible du nœud de commutation et de la terre d'alimentation. Il peut supprimer efficacement la boucle de tension SW, ce qui signifie que l'EMI rayonnée est améliorée à la fréquence de sonnerie.

Lisun Instruments Limited a été fondée par LISUN GROUP en 2003. Le système de qualité LISUN a été strictement certifié par ISO9001: 2015. En tant que membre de la CIE, les produits LISUN sont conçus sur la base de la CIE, de la CEI et d'autres normes internationales ou nationales. Tous les produits ont passé le certificat CE et authentifiés par le laboratoire tiers.

Nos principaux produits sont GoniophotomètreIntégration de SphèreSpectroradiomètreGénérateur de surtensionSimulateur ESDRécepteur EMIÉquipement de test CEMTesteur de sécurité électriqueChambre environnementaleChambre de températureChambre climatiqueChambre thermiqueTest de pulvérisation de selChambre d'essai de poussièreEssai imperméableTest RoHS (EDXRF)Test du fil incandescent et  Test de flamme d'aiguille.

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