Page 51 - 企業轉型腳步不停歇2022年數位優先世界成形

DESIGN CORNER
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圖4:雙熱迴路的底層的遮罩開關節點。
串聯。圖2顯示此類元件之一的推 薦降壓-升壓佈局。如黃框所示，熱 迴路大於雙熱迴路或單熱迴路。此 外，檢測電阻的寄生電感增加了熱 迴路的總電感。
EMI比較
圖5:(a)雙熱迴路的熱影像，(b)單熱迴路的熱影像。
雙熱迴路和單熱迴路的EMI 是在符合CISPR 25標準的EMI室 中測量，結果顯示於圖3，圖中還 提供了CISPR 25 Class 5標準限 值。EMI結果繪製在同一圖中以比 較差異，雙熱迴路用黃線標示，單 熱迴路用紅線標示，灰線是在環 境條件下測得的雜訊基準。如圖4 所示，雙熱迴路的底層的外露開關 節點用銅帶遮罩接地，以顯示該較 小熱迴路的效果如何。沒有銅遮罩 的雙熱迴路的輻射遠高於圖3中的 結果。輸出為12V、8A，輸入電壓 設定為13V，以使電路操作在4開 關切換模式。
電流探針方法是CISPR 25 Class 5指定的另一種測量方法。它 在距離DUT 50mm和750mm的兩 個不同位置測量共模傳導發射，而 電壓方法測量共模和差模的混合 傳導發射。圖3(b)和3(c)比較了雙 熱迴路和單熱迴路的電流探針法 傳導發射，結果顯示，單熱迴路在 30MHz以上(尤其是FM頻段)具有 更低的傳導發射，如黃色高亮框所 示。與電壓法傳導發射不同，在AM 頻段周圍的低頻處，單熱迴路相對 於雙熱迴路沒有明顯優勢。
結論
圖3(a)分別顯示了電壓法傳 導發射的峰值和均值。單熱迴路 在30MHz以上的CE要低5dBμV， 滿足CISPR 25 Class 5標準對 峰值和均值CE的要求，而雙熱迴
最後，圖3(d)顯示了兩種不同 降壓-升壓佈局的輻射發射(RE)。 結果幾乎相同，不過雙熱迴路的尖
路在FM和VHF頻段(68MHz至約 108MHz)的均值有過衝，如黃色 高亮框所示。
峰在大約90MHz時，比單熱迴路高 5dbμv/m。
迴路的熱比較。熱影像是在9.4V 輸入電壓和SSFM開啟的情況下測 得。9.4V是4開關工作區域的最低 點，此後工作模式切換到輸出電壓 為12V的2開關純升壓模式。因此， 測試條件最為惡劣。雙熱迴路的最 熱元件、升壓側底部MOSFET和單 熱迴路的溫度幾乎相同。雖然單熱 迴路的底層沒有可以散熱的開關節 點通孔和銅，但由於熱迴路較小， 其開關損耗低於雙熱迴路。另外， 不使用開關節點過孔使得單熱迴 路的頂層能夠達到更好的散熱效 果，因為MOSFET汲極焊墊和開關 節點銅的接觸面積大於雙熱迴路 的接觸面積。
新型高功率設計建議使用新 型單熱迴路降壓-升壓佈局。由於 開關節點的外露部分和熱迴路面 積極小，單熱迴路具有降低傳導
請注意，在該頻率範圍內降低 5dbμv非常有挑戰性。單熱迴路不 僅在30MHz的高頻範圍(這是最難 衰減的區域)有效，在包括AM頻段 (0.53MHz至約1.8MHz)的低頻(<2 MHz)範圍也有效。輻射總是越低 越好，尤其是當其為CE時，因為這 會影響所有電連接的系統。
熱比較 圖5顯示了雙熱迴路和單熱
2022年1月 | www.eettaiwan.com