在开关模式降压转换器中，如何缓解电磁干扰（EMI）是一个常见的议题。EMI通常由高频电流流动所引起。本应用笔记首先讨论了由输入电流引起的EMI问题，并提出相对应的解决方案，以及其他更多如何减少EMI的方法。
1 EMI的成因与解决
在开关模式降压转换器中，电磁干扰（EMI）主要是由于高频电流在电路回路中流动所引起的。
图1
输入电流I1的dI/dt非常高，可能在广泛的频谱范围内产生大量的电磁干扰（EMI）。如图1所示，应尽可能地将面积 A1降至最小。Cin应尽可能地靠近IC的VIN引脚和GND引脚之间放置，详见图2。
图2
2 其他减少降压转换器中电磁干扰的方式
如图 3 所示，在 Cboot 与 Rboot 之间串联一个电阻。 Rboot 减少了 Q1 的开关驱动电流，这增加了开关波形 的上升时间，从而减少了开关电流的高次谐波。Rboot 的值取决于高侧 MOSFET 的大小。对于大多数应用， 通常使用约 5 ~ 10Ω。对于较小（Rdson 较高）的 MOSFET ，允许使用较大的 Rboot 值。请注意， MOSFET 开关的缓慢切换将增加开关损耗并降低效率。
图3
如可能，将 RC 抑制电路尽可能加在靠近开关节点和电源接地之间。Rs 将对由 MOSFET 电容和开关回路的寄生电感组成的寄生共振 LC 电路进行抑制，如图 4 所示。Rs 的最优值取决于总开关节点电容和寄生电感。Rs 通常范围从 2.2Ω 到 10Ω。串联电容器 Cs 的选择为电路寄生电容的 3 ~ 4 倍。通 常，470pF ~ 1nF 就足够了。放置 RC 抑制电路后，一定要检查电路的总功耗：转换器效率会下降，尤其是在高开关频率和高输入电压 下。
图4
如图 5 所示，将 RL 抑制电路与共振电路串联。这将在 共振电路中添加一小部分串联电阻，足以提供一些阻 尼 。 Ls 可 以 是 一 个 非 常 小 的 高 频 磁 珠 ， 如 BLM15AX100SN1 或 BLM15PG100SN1，并且必须具 有足够的输入 RMS 电流额定值。Rs 通常范围从 2.2Ω ~ 4.7Ω。RL 抑制电路必须靠近电源阶段输入节点放置，使输入 回路保持足够小。RL 抑制电路的一个缺点是，它在开 关回路的高频区域创建了阻抗 Rs。在非常快的开关过 渡期间，开关电流脉冲将在 Ls//Rs 上产生短暂的电压 故障，导致在电源阶段输入节点上产生一个小的电压 故障。添加 RL 抑制电路后，一定要检查在最大负载开 关时 IC VIN 节点上的电压故障。
图5
输入滤波对于减少 EMI 非常重要。为了减少 Cin 通过的电压降，请使用低 ESR 的 MLCC 类型并使用不同大小的多个电容器，如 2x10µF 1206 和一个靠近降压 IC 的 22n ~ 100nF 0402 或 0603 尺寸类型。为了减少输入回路中的噪声， 强烈建议在输入线中添加额外的 L-C 滤波。当使用纯电感为 L2 时，可能需要添加电解电容器 C3 来抑制任何输入电源的振铃信号并确保稳定的输入电源。
图6
3 自己制作简单的 EMI 测量工具
我们可以使用一个小环形天线在 PCB 上进行近场 EMI 测量。使用一段薄的 50Ω 同轴电缆可以很容易地自行制作一个小型的电遮罩环形天线：见图 7。
图7
环形天线可以连接到频谱分析仪。通过在应用 PCB 上移动环形天线，可以看到哪些区域发出大量的高频磁场。也可以将环形天线连接到示波器（终端为 50Ω），示波器将显示 PCB 某些区域的切换噪声水平。通过将环形天线保持在固 定的距离和位置，变更电路/PCB 回路，并且可以检查辐射噪声水平是增加还是减少。
转换器输入线路中的高频电流是辐射 EMI 的一个好指标。可以通过将几匝线圈穿过一个EMI 铁芯，来制作一个高频电流探头：这些将形成一个高频电流变压器。其做法与环型天线的做法差不多，但需要将环形线圈 3 次穿过铁芯。见图 8
图8
现在可以将电缆穿过铁芯来测量电缆中的高频电流。电流变压器输出可以连接到频谱分析仪或示波器（终端为了避免共模电流从被测设备流动到测量设备，建议在电缆中添加一个共模电感：这可以通过将引入分析装置的电缆 多次穿过一个扣合式的 EMI 铁芯来实现。输入共模测量如图 9 所示。
图9
资料来源：立锜科技股份有限公司Richtek Technology
►场景应用图
►展示板照片
►方案方块图
►核心技术优势
RT6160A是一款高效、单电感和高级恒定导通时间 （ACOT） 单片同步降压-升压转换器，可在 2.2V 至 5.5V 范围内提供高达 3A 的输出电流。它可以很好地调节2.025V至5.2V的数字可编程输出电压，使其适用于广泛的输入电源应用，无论输入电压是低于、高于甚至等于输出电压。ACOT控制架构具有出色的线路/负载瞬态响应，在降压和升压模式之间无缝过渡，并通过小型陶瓷输出电容器提供稳定的运行，而无需复杂的外部补偿。RT6160A具有 I®®2C接口，支持可编程输出电压、超声波模式控制、软启动压摆率调整和器件状态监控。目标输出电压也可以通过外部VSEL引脚进行切换，以执行动态电压缩放（DVS），DVS的斜坡压摆率和斜坡模式也可以通过配置相关寄存器来设置。该RT6160A采用自动PFM工作，并具有典型值为2μA的低静态电流设计，在轻负载运行期间保持高效率。在较高负载下，该器件会自动切换到2.2MHz固定频率控制，通过小型封装滤波元件轻松消除开关纹波电压。而集成的低RDS（开）功率MOSFET在重负载条件下具有优异的效率。在关断模式下，电源电流典型值为0.1μA，在降低功耗方面表现出色。如果需要固定频率，可以禁用PFM模式。该RT6160A采用小型WL-CSP-15B 1.4x2.3 （BSC）封装。
►方案规格
1）输出选择。RT6160A具有外部 VSEL 引脚，用于选择 VOUT1 或 VOUT2。将 VSEL 拉高是VOUT2 并将 VSEL 拉低是针对 VOUT1 的。 2）VOUT选择。该RT6160A具有可编程VOUTX [6：0]寄存器，输出电压为2.025V至5.2V，具有25mV 分辨率。VOUT1 地址 = 0x04，VOUT2 地址 = 0x05。 3） 断电后，将输入电源连接到 VIN 和 GND 引脚。 4） 断电后，将电子负载连接在VOUT和最近的GND引脚之间。 5） 打开输入端的电源。确保输入电压tage 在评估中不超过 5.5V板。 6） 将RT6160A En引脚拉至高电平以使能器件，即使能开关和软启动序列发起。建议先将VIN电压高于VUVLO，然后EN电压上升到高于 逻辑高阈值电压 （VENH） 设备将打开。 7）验证输出电压VOUT。如果VSEL=H，则RT6160A测量的默认输出电压为3.45V;如果VSEL = L，RT6160A测量的默认输出电压为 3.3V。检查输出电压是否正确，使用一个电压表。 8） 一旦建立了适当的输出电压，在工作范围内调整负载并观察输出电压调节、纹波电压、效率等性能。