大家好、团队、
在输入侧添加滤波器后、我将获得 EMI 峰值。
这是更新后的原理图。
以下是 EMI 噪声的结果。

让我们知道解决该问题的权变措施。
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从您提供的频率扫描中、您会看到234MHz 时的噪声过大。 通常情况下、此频率范围内的 EMI 噪声升高是由上升沿和下降沿期间开关节点发出的噪声引起的。 来自电荷源的寄生电感-高频输入电压电容器、到开关节点电容谐振、导致开关节点辐射高频噪声。
或者、我们可以看到 L-C 滤波器中的谐振、由于阻尼不足而在输入端增加了谐振。
首先、我建议检查 TPS40305控制转换器开关节点上的振铃频率、并测量振铃频率以查看这是否是源。 如果是、我们可以集中精力减少振铃。
我建议检查开关节点 HDRV 和引导节点的布局。 避免在这些高 dV/dt 网络上产生尖锐的90度角和未端接的走线、从而为45度倒角选择四舍五入。
避免扩展开关节点和电感器下方的输出电压节点。 将这些网络靠近电感器下方会引入与电感器并联的高频电容、这会将高频噪声直接传导至输出端。
除非 电感器下方的区域使用多个过孔连接到接地层、否则请避免在电感器下方填充接地端。 在电感器下方填充未通过多个低电感过孔与接地层紧密耦合的接地、可使该接地迹线成为天线和导电板、从而通过在这些网络之间呈现比接地更低的阻抗来增加 SW 到 VOUT 的电容。
如果不是、我建议在添加电感器后检查输入电压、以查看转换器输入侧的谐振是否产生234MHz 噪声。
有很多高频输入电容器- 100pF、470pF、1nF、4.7nF。 在设计中看到如此多的高频输入电容器是很少见的。 Ω Ω 其相对于开关功率 FET 的布局不会引入过多的电感、它们应有助于抑制开关节点振铃以及10k Ω HDRV 电阻器和3.3k Ω 自举电阻器。
您可以查看相对于开关节点 L-C 振荡电路特性阻抗的3.3 Ω 缓冲电阻器的大小、以查看是否可以调整缓冲器的大小以提高性能。
56μF、相对于输入端的80μF μ F 陶瓷电容、输入端的阻尼电容(μ F)有点小。 将阻尼电容器增加到100μF μ F 可以使阻尼更加有效。
电容中唯一可能导致电容间谐振的大跳变是100nF 至4.7nF 跳变。 将4.7nF 电容器降低至2.2nF 以进一步扩展该跳转并减少内部电容谐振可能会有所帮助。
如果您需要创建示波器"监听器"探头、则可以将振荡器探头的接地线与其探头尖端相连、并在转换器周围移动产生的环路、以找到从转换器辐射的234MHz 噪声源。
Peter:从您介绍的频率扫描中、您会看到234MHz 时的噪声过大。 通常情况下、此频率范围内的 EMI 噪声升高是由上升沿和下降沿期间开关节点发出的噪声引起的。 来自电荷源的寄生电感-高频输入电压电容器、到开关节点电容谐振、导致开关节点辐射高频噪声。
或者、我们可以看到 L-C 滤波器中的谐振、由于阻尼不足而在输入端增加了谐振。
Pratik:我应该绕过/移除这个 L-C 滤波器吗?
Peter:首先、我建议检查 TPS40305控制转换器开关节点上的振铃频率并测量振铃频率、以查看这是否是源。 如果是、我们可以集中精力减少振铃。
Pratik:我检查过、没有发现任何振铃。 这是开关频率的快照。

Peter:我建议检查开关节点 HDRV 和引导节点的布局。 避免在这些高 dV/dt 网络上产生尖锐的90度角和未端接的走线、从而为45度倒角选择四舍五入。
避免扩展开关节点和电感器下方的输出电压节点。 将这些网络靠近电感器下方会引入与电感器并联的高频电容、这会将高频噪声直接传导至输出端。
除非电感器下方的区域使用多个过孔连接到接地层、否则请避免在电感器下方填充接地。 在电感器下方填充未通过多个低电感过孔与接地层紧密耦合的接地、可使该接地迹线成为天线和导电板、从而通过在这些网络之间呈现比接地更低的阻抗来增加 SW 到 VOUT 的电容。
Pratik:请访问随附的屏幕截图。
Peter:如果不是、我建议在添加电感器后检查输入电压、以查看转换器输入侧的谐振噪声是否为234MHz。
有很多高频输入电容器- 100pF、470pF、1nF、4.7nF。 在设计中看到如此多的高频输入电容器是很少见的。 Ω Ω 其相对于开关功率 FET 的布局不会引入过多的电感、它们应有助于抑制开关节点振铃以及10k Ω HDRV 电阻器和3.3k Ω 自举电阻器。
您可以查看相对于开关节点 L-C 振荡电路特性阻抗的3.3 Ω 缓冲电阻器的大小、以查看是否可以调整缓冲器的大小以提高性能。
Pratik:您是否建议更改缓冲电阻器值?
56μF、相对于输入端的80μF μ F 陶瓷电容、输入端的阻尼电容(μ F)有点小。 将阻尼电容器增加到100μF μ F 可以使阻尼更加有效。
Pratik:我将更新结果。
电容中唯一可能导致电容间谐振的大跳变是100nF 至4.7nF 跳变。 将4.7nF 电容器降低至2.2nF 以进一步扩展该跳转并减少内部电容谐振可能会有所帮助。
Pratik:我是否需要同时更改输入和输出电容器?
Peter:如果您需要创建示波器"监听器"探头、则可以将示波器探头的接地线与其探头尖端相连、并在转换器周围移动产生的环路、以找到从转换器辐射的234MHz 噪声源。
Pratik:请您提供相同的参考文档。
您可以尝试移除/绕过电感器、以查看这是否通过消除谐振来消除噪声、或者您可以查看改善阻尼以保持 L-C 滤波器的滤波效果、但减少谐振。 消除 L-C 滤波器可能会导致输入端的开关频率噪声增加、因此改善 L-C 滤波器的阻尼可能是更好的选择。
[引用 userid="464379" URL"~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum 1061823/TPS40305-gette-the EMI 峰值/3944866#3944866"]Pratik:我检查了该项、但没有发现任何振铃。 这是开关频率的快照。[/quot]开关节点看起来非常好、布局也是如此。 高频旁路电容器和缓冲器看起来工作正常、因此问题似乎不是开关节点振铃、因此我认为我们应该重点关注输入 L-C 滤波器谐振。
[引用 userid="464379" URL"~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum 1061823/TPS40305-gette-the EMI 峰值/3944866#3944866"] Pratik:请访问所附的屏幕截图。布局看起来非常好。
[引用 userid="464379" URL"~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum 1061823/TPS40305-gette-the EMI 峰值/3944866#3944866"] Pratik:您是否建议更改缓冲电阻器值。基于振铃、我认为没有必要。
[引用 userid="464379" URL"~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum 1061823/TPS40305-gette-the EMI 峰值/3944866#3944866"] Pratik:我是否需要同时更改输入和输出电容器?我会尝试增加输入 L-C 滤波器阻尼、或在尝试更改电容器之前绕过输入电感器。 电容间谐振是一个长期的问题、但我想为您提出一切建议、因此您需要检查一系列问题。
[引用 userid="464379" URL"~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum 1061823/TPS40305-gette-the EMI 峰值/3944866#3944866"] Pratik:请求您提供相同的参考文档。下面是一个有关使用近场监听器探针调试 EMI 问题的良好教程
这是另一个
https://studylib.net/doc/18617164/sniffer-probe-locates-sources-of-emi
我试图找到一个有关使用无源示波器探头的接地引线制作简单监听器探头的教程、但我没有看到。 本文- http://emcesd.com/tt070199.htm 显示了无源探头、其接地引线短接到探头尖端、并讨论了如何使探头能够在不同背景下拾取 EMI 磁场。
或者、您可以将一些裸线缠绕在接地管上、然后将其缠绕到探头尖端、从而制作一个小得多的监听器探头。 这些移频监听器探头显然不如大多数示波器制造商提供的监听器探头有效或准确、但它们仍可用于查找辐射 EMI 源。