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技术专题
12V電(diàn)路電(diàn)源设计：挑战和降低EMI的技巧
在電(diàn)路设计每个電(diàn)路電(diàn)源设计必不可(kě)缺少的一部分(fēn)中，在PCB上设计专用(yòng)的12V電(diàn)源。确实有(yǒu)现成的電(diàn)源模块，在主電(diàn)路旁边构建一个電(diàn)源模块通常更经济，更节省空间。
建立12V電(diàn)源
如果您正在使用(yòng)警报系统，数据采集或音频接口等商(shāng)业产品，则通常会将12V電(diàn)源连接到主控制模块。大多(duō)数系统将输入的AC转换為(wèi)12V DC，然后再进一步降低至5V，3.3V或1.8V。
构建12V電(diàn)源似乎是一项简单的任務(wù)，但是如果您忽略了一些重要的观点，则可(kě)能(néng)会遇到一些意想不到的问题。通常，您可(kě)以通过12V電(diàn)源的線(xiàn)性或开关模式操作对其进行分(fēn)类。
線(xiàn)性12V電(diàn)源易于构建，因為(wèi)它涉及变压器，二极管桥電(diàn)路，12V直流稳压器和旁路電(diàn)容器，以很(hěn)大程度地减小(xiǎo)電(diàn)压波动。直流稳压器的选择决定了電(diàn)源可(kě)以处理(lǐ)的输出负载。
尽管易于构建12V的直流電(diàn)源，但在驱动大负载时效率极低。当负载電(diàn)流增加时，调节器会释放出大量热量。在此，开关電(diàn)源通常是更好的选择。
顾名思义，开关電(diàn)源（SMPS）具有(yǒu)電(diàn)源管理(lǐ)IC，该電(diàn)源管理(lǐ)IC通过高频开关来改变直流電(diàn)压的状态。因此，12V SMPS電(diàn)源效率更高，但代价是增加了EMI辐射的风险。
保护12V電(diàn)源
12V電(diàn)源是第一个与電(diàn)源接触的模块。这意味着，如果不加以保护，则在瞬态電(diàn)涌的情况下很(hěn)有(yǒu)可(kě)能(néng)遭到损坏。保险丝和压敏電(diàn)阻通常放置在電(diàn)源的電(diàn)源输入处，以提供过流和过压保护。
防止電(diàn)源输出因负载短路而损坏也很(hěn)重要。如果電(diàn)流超过输出的上限限制，则保险丝很(hěn)容易断开连接。
最小(xiǎo)化12V電(diàn)源的EMI
如果您要设计線(xiàn)性12V電(diàn)源，则无需担心EMI。但是，在处理(lǐ)SMPS时，需要考虑EMI。我曾经因第三方开关電(diàn)源发出的辐射而无法通过CE测试。
EMI辐射发生在電(diàn)流环路上，電(diàn)压在通断状态之间切换。通常可(kě)以追溯到電(diàn)源管理(lǐ)IC的输入引脚，接地引脚和连接两者的電(diàn)容器。為(wèi)了使辐射最小(xiǎo)化，建议在電(diàn)流回路的相对PCB层上放置一个镜平面或走線(xiàn)。保持電(diàn)流环路尽可(kě)能(néng)小(xiǎo)也很(hěn)重要。
开关電(diàn)压的快速上升时间导致更高的辐射。在電(diàn)源管理(lǐ)IC的启动引脚上增加一个与電(diàn)容器串联的電(diàn)阻可(kě)以增加上升时间，从而减少EMI辐射。但是，您不应过度使用(yòng)此措施，因為(wèi)这样会降低SMPS的效率并导致散热问题。
充分(fēn)利用(yòng)12V電(diàn)源输出端的電(diàn)容器将稳定電(diàn)压并减少噪声潜入负载電(diàn)路的机会。开关IC上的反馈引脚对噪声非常敏感，应屏蔽電(diàn)路上的嘈杂节点。