資深網友談單片機EMC設計的注意事項
發布時間:2013-12-27 來源:電子元件技術網論壇 責任編輯:cicy
qiadangdeshuchuqudongnenglizaigeidingfuzaiguifan,shangshenghexiajiangshijian,xuanzeshidangdeshuchudeshangshengshijian,zuidaxiandudijiangdishuchuheneibuqudongqidefengzhidianliushijianxiaoEMI的最重要的設計考慮因素之一。驅動能力不匹配或不控製輸出電壓變化率,可能會導致阻抗不匹配,更快的開關邊沿,輸出信號的上衝和下衝或電源和地彈噪聲。
確定模塊需求的負載、上升以及下降時間
設she計ji單dan片pian機ji的de輸shu出chu驅qu動dong器qi,首shou先xian確que定ding模mo塊kuai需xu求qiu的de負fu載zai,上shang升sheng和he下xia降jiang的de時shi間jian,輸shu出chu電dian流liu待dai續xu,根gen據ju以yi上shang的de信xin息xi驅qu動dong能neng力li,控kong製zhi電dian壓ya擺bai率lv,使shi用yong單dan片pian機ji的de可ke編bian程cheng的de輸shu出chu口kou的de驅qu動dong能neng力li,滿man足zu模mo塊kuai實shi際ji負fu載zai要yao求qiu。隻zhi有you這zhe樣yang才cai能neng得de到dao符fu合he模mo塊kuai需xu求qiu又you能neng滿man足zuEMC要求。
驅qu動dong器qi能neng力li比bi負fu載zai實shi際ji需xu要yao的de充chong電dian速su度du高gao時shi,會hui產chan生sheng的de更geng高gao的de邊bian沿yan速su率lv,這zhe樣yang會hui有you兩liang個ge缺que點dian信xin號hao的de諧xie波bo成cheng分fen增zeng加jia了le與yu負fu載zai電dian容rong和he寄ji生sheng內nei部bubonding線,IC封裝,PCB電感一起,會造成信號的上衝和下衝。
選擇合適的di/dt開關特性以及減少同步開關的峰值電流
選擇合適的di/dt開kai關guan特te性xing,可ke通tong過guo仔zai細xi選xuan擇ze驅qu動dong能neng力li的de大da小xiao和he控kong製zhi電dian壓ya擺bai率lv來lai實shi現xian。最zui好hao的de選xuan擇ze是shi使shi用yong一yi個ge與yu負fu載zai無wu關guan的de恒heng定ding的de電dian壓ya擺bai率lv輸shu出chu緩huan衝chong器qi。同tong樣yang的de預yu驅qu動dong器qi輸shu出chu的de電dian壓ya擺bai率lv可ke以yi減jian少shao(即上升和下降時間可以增加),但是相應的傳播延遲將增加,我們需要控製總的開關時間)。
可編程的輸出口的驅動器的最簡單是的並聯的一對驅動器,他們的MOS的Rdson不(bu)能(neng),能(neng)輸(shu)出(chu)的(de)電(dian)流(liu)能(neng)力(li)也(ye)不(bu)相(xiang)同(tong)。我(wo)們(men)在(zai)測(ce)試(shi)和(he)實(shi)際(ji)使(shi)用(yong)的(de)時(shi)候(hou)可(ke)以(yi)選(xuan)擇(ze)不(bu)同(tong)的(de)模(mo)式(shi)。實(shi)際(ji)上(shang)目(mu)前(qian)的(de)單(dan)片(pian)機(ji)一(yi)般(ban)至(zhi)少(shao)有(you)兩(liang)種(zhong)模(mo)式(shi)可(ke)選(xuan)擇(ze),有(you)些(xie)甚(shen)至(zhi)可(ke)以(yi)有(you)三(san)種(zhong)(強,中等,弱)當時序約束有足夠的餘量的時候,通過降低輸出能力來減緩內部時鍾驅動的邊沿。
減少同步開關的峰值電流,和di/dt,一個重要的考慮因素就是降低內部時鍾驅動的能力(其實就是放大倍數,穿通電流與之相關型很大)。降低時鍾邊沿的電流,將顯著改善EMI。當(dang)然(ran)這(zhe)樣(yang)做(zuo)的(de)缺(que)點(dian)就(jiu)是(shi),由(you)於(yu)時(shi)鍾(zhong)和(he)負(fu)載(zai)的(de)開(kai)通(tong)時(shi)間(jian)的(de)變(bian)長(chang)使(shi)得(de)單(dan)片(pian)機(ji)的(de)平(ping)均(jun)電(dian)流(liu)可(ke)能(neng)增(zeng)加(jia)。快(kuai)速(su)邊(bian)沿(yan)和(he)相(xiang)對(dui)較(jiao)高(gao)的(de)峰(feng)值(zhi)電(dian)流(liu),時(shi)間(jian)更(geng)長(chang)邊(bian)沿(yan)較(jiao)慢(man)的(de)電(dian)流(liu)脈(mai)衝(chong)這(zhe)兩(liang)者(zhe)需(xu)要(yao)做(zuo)一(yi)個(ge)妥(tuo)協(xie)。

晶振的內部驅動(反向器)最好不要超過實際的需求。這個問題,實際上前麵也談過了,當增益過大的時候會帶來更大的幹擾。
設計最小穿通電流的驅動器時鍾
設計最小穿通電流的驅動器時鍾,總線和輸出驅動器應盡可能使得傳統電流最小穿通電流【重疊電流,短路電流】,是從單片機在切換過程中,PMOS和NMOS同時導通時候,電源到地線的電流,穿通電流直接影響了EMI和功耗。
這個內容實際上是在單片機內部的,時鍾,總線和輸出驅動器,消除或減少穿通電流的方法是盡量先關閉一個FET,然後再開通一個FET。當電流較大時,需要額外的預驅動電路或電壓擺率。
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