傳導發(fā)射測試DC-DC轉換器噪聲評估

 更多客戶(hù)開(kāi)始使用小型第三方DC-DC轉換器來(lái)提供當今處理器和DDR RAM IC所需的多種電壓,雖然它們很容易落到電路板上,但它們可能是輻射和傳導發(fā)射的重要來(lái)源 - 特別是那些在MHz范圍內切換的輻射和傳導發(fā)射。

 

這種“嵌入式”DC-DC轉換器的一個(gè)例子是由村田制作所制造的,我們將使用他們的型號UWE-24/3-Q12,這是一種“第八磚”電源,可以采用9到36V和在3A處將其轉換為24V(圖1)。我的客戶(hù)在產(chǎn)品上使用其中三個(gè)轉換器,測量高水平的輻射發(fā)射,并在整個(gè)系統中一直觀(guān)察150 MHz的寬帶噪聲。

 

圖1 - Murata UWE-24/3-Q12 DC-DC轉換器。

制造商建議在輸入和輸出上使用特定的電容器,并且如圖所示,我將這些電容器焊接在一起。

 

如果您閱讀制造商的規格表,您通常會(huì )發(fā)現“通過(guò)”EMI將需要“額外的過(guò)濾”,而且這個(gè)轉換器也不例外。在這種情況下,沒(méi)有描述滿(mǎn)足EMI限制所需的附加濾波。我決定將其中一個(gè)帶回實(shí)驗室并嘗試一些實(shí)驗來(lái)試圖去掉EMI。
要做到這一點(diǎn)需要一些儀器。我使用了Siglent Technologies SPD3303C三輸出電源,Tekbox Technologies TBOH01 5uH LISN,Tekbox自供電有源負載和Siglent Technologies SSA3032X頻譜分析儀。有源負載非常方便,因為我可以撥入我想要的精確負載電流......在這種情況下為0.5安培,以避免冷卻問(wèn)題。

 

我連接了幾個(gè)Fluke數字萬(wàn)用表來(lái)監控輸出電壓和電流(圖2)。頻譜分析儀通過(guò)LISN拾取傳導發(fā)射。

 

圖2 - 用于評估Murata DC-DC轉換器的傳導發(fā)射的測試設置。


在嘗試了我手邊的一些電感器和共模扼流圈之后,我確定只需將一個(gè)100uH電感器與輸入端子串聯(lián)就足以使發(fā)射量相當大(圖3)。

圖3 - 顯著(zhù)降低傳導發(fā)射所需的100 uH電感器。

圖4顯示了結果。黃色跡線(xiàn)是環(huán)境(基線(xiàn))信號水平,紅色跡線(xiàn)未經(jīng)過(guò)濾(無(wú)電感器),藍色跡線(xiàn)是電感器與轉換器的輸入電壓串聯(lián)。

添加單個(gè)電感器幾乎將傳導發(fā)射降低到測量的本底噪聲。

 

圖4 - 安裝100 uH電感器(藍色跡線(xiàn))的結果,從150 kHz到150 MHz。

紅色跡線(xiàn)是未濾波的噪聲,黃色跡線(xiàn)是環(huán)境基線(xiàn)噪聲。顯示行是近似的排放限制。

 

結論
許多EMI測試可以在工作臺上進(jìn)行。在進(jìn)行PC板設計之前,評估各種供應商產(chǎn)品(例如DC-DC電源轉換器)總是明智的,驗證EMI性能以及閱讀產(chǎn)品規格表中的“精細打印”也是明智之舉,通常聲稱(chēng)EMI性能需要額外的組件。

 

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