最小化SEPIC转换器的辐射

每个用于电压转换的开关模式稳压器都会产生干扰。它们在电压转换器的输入侧和输出侧部分是线路绑定的，但部分它们也会辐射。这些干扰主要是由快速切换边沿引起的。在现代开关模式稳压器中，它们只有几纳秒长。使用新的开关技术，如SiC或GaN，这些开关转换特别短。图 1 显示了大约 1 纳秒长的开关转换。基础频率不应与降压稳压器的开关频率混淆。但是，有一些方法可以克服干扰问题。如图1所示，开关边沿应尽快执行，以最大限度地降低开关损耗。

图1.快速开关转换会产生干扰。

为了创建辐射干扰尽可能低的优化电路板布局，开关模式稳压器的热回路必须尽可能小，即寄生电感尽可能小。为了说明快速开关电流的影响，我们计算了一个示例。如果在1纳秒内打开和关闭1 A电流，并且该电流路径中的寄生电感为20 nH，则会产生20 V的电压偏移。这是由以下公式得出的结果：

产生的干扰（EMI）是由热回路中20 nH寄生电感的20 V电压偏移引起的。为了尽量减少这种情况，寄生电感必须尽可能小。

降压（降压）开关模式稳压器要求输入电容尽可能靠近高端开关以及低边开关的接地连接。对于单片式、同步降压型开关稳压器，这对应于输入电容与 V 的连接在以及降压稳压器 IC 的 GND 连接。如果这些连接以尽可能小的电感进行，则产生的电压偏移以及EMI将尽可能低。

根据SEPIC拓扑，在开关模式稳压器的情况下，这一概念的表现如何？SEPIC拓扑非常受欢迎，因为它可以从正电压产生正电压，而正电压可以高于或低于电源电压。因此，这相当于降压-升压拓扑。图 2 概述了此拓扑。除降压拓扑外，还需要第二个电感器和耦合电容器。

图2.带SEPIC转换器的关键路径（热回路）。

由于SEPIC转换器也是开关模式稳压器，因此在此拓扑中会出现相同的快速开关电流（如降压转换器）。这些热回路电流路径应尽可能短，以尽量减少产生的干扰。为此，必须考虑降压稳压器的每个路径。导体是连续供电还是仅在开或关时间内通电？在图2中，所有线路均以浅蓝色标记，其中电流随快速开关转换而变化。因此，这些路径是关键的热回路路径，必须以尽可能小的寄生电感创建。不得在这些路径中插入过孔或不必要的长连接线。

SEPIC开关模式稳压器还具有关键的热回路，这对于低EMI行为至关重要。如果这些热回路设计巧妙，寄生电感非常低，则仅产生很小的电压偏移，从而减少辐射干扰。对于SEPIC开关模式稳压器，最关键的不是输入电容（如降压型开关稳压器），而是本文所述的电流路径和图2所示。

审核编辑：郭婷