恰當(dāng)?shù)妮敵鲵?qū)動能力在給定負(fù)載規(guī)范,上升和下降時間,選擇適當(dāng)?shù)妮敵龅纳仙龝r間,最大限度地降低輸出和內(nèi)部驅(qū)動器的峰值電流是減小EMI的最重要的設(shè)計考慮因素之一。驅(qū)動能力不匹配或不控制輸出電壓變化率,可能會導(dǎo)致阻抗不匹配,更快的開關(guān)邊沿,輸出信號的上沖和下沖或電源和地彈噪聲。
確定模塊需求的負(fù)載、上升以及下降時間
設(shè)計單片機的輸出驅(qū)動器,首先確定模塊需求的負(fù)載,上升和下降的時間,輸出電流待續(xù),根據(jù)以上的信息驅(qū)動能力,控制電壓擺率,使用單片機的可編程的輸出口的驅(qū)動能力,滿足模塊實際負(fù)載要求。只有這樣才能得到符合模塊需求又能滿足EMC要求。
驅(qū)動器能力比負(fù)載實際需要的充電速度高時,會產(chǎn)生的更高的邊沿速率,這樣會有兩個缺點信號的諧波成分增加了與負(fù)載電容和寄生內(nèi)部bonding線,IC封裝,PCB電感一起,會造成信號的上沖和下沖。
選擇合適的di/dt開關(guān)特性以及減少同步開關(guān)的峰值電流
選擇合適的di/dt開關(guān)特性,可通過仔細(xì)選擇驅(qū)動能力的大小和控制電壓擺率來實現(xiàn)。最好的選擇是使用一個與負(fù)載無關(guān)的恒定的電壓擺率輸出緩沖器。同樣的預(yù)驅(qū)動器輸出的電壓擺率可以減少(即上升和下降時間可以增加),但是相應(yīng)的傳播延遲將增加,我們需要控制總的開關(guān)時間)。
可編程的輸出口的驅(qū)動器的最簡單是的并聯(lián)的一對驅(qū)動器,他們的MOS的Rdson不能,能輸出的電流能力也不相同。我們在測試和實際使用的時候可以選擇不同的模式。實際上目前的單片機一般至少有兩種模式可選擇,有些甚至可以有三種(強,中等,弱)當(dāng)時序約束有足夠的余量的時候,通過降低輸出能力來減緩內(nèi)部時鐘驅(qū)動的邊沿。
減少同步開關(guān)的峰值電流,和di/dt,一個重要的考慮因素就是降低內(nèi)部時鐘驅(qū)動的能力(其實就是放大倍數(shù),穿通電流與之相關(guān)型很大)。降低時鐘邊沿的電流,將顯著改善EMI。當(dāng)然這樣做的缺點就是,由于時鐘和負(fù)載的開通時間的變長使得單片機的平均電流可能增加。快速邊沿和相對較高的峰值電流,時間更長邊沿較慢的電流脈沖這兩者需要做一個妥協(xié)。
晶振的內(nèi)部驅(qū)動(反向器)最好不要超過實際的需求。這個問題,實際上前面也談過了,當(dāng)增益過大的時候會帶來更大的干擾。
設(shè)計最小穿通電流的驅(qū)動器時鐘
設(shè)計最小穿通電流的驅(qū)動器時鐘,總線和輸出驅(qū)動器應(yīng)盡可能使得傳統(tǒng)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(dǎo)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(nèi)容實際上是在單片機內(nèi)部的,時鐘,總線和輸出驅(qū)動器,消除或減少穿通電流的方法是盡量先關(guān)閉一個FET,然后再開通一個FET。當(dāng)電流較大時,需要額外的預(yù)驅(qū)動電路或電壓擺率。
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