對dui，我wo的de確que製zhi造zao了le相xiang當dang大da的de噪zao聲sheng。現xian在zai作zuo為wei一yi名ming技ji術shu專zhuan家jia
，我wo每mei天tian所suo關guan注zhu的de已yi不bu再zai是shi可ke以yi聽ting到dao的de聲sheng音yin，而er是shi要yao想xiang方fang設she法fa防fang止zhi各ge種zhong電dian子zi係xi統tong和he設she計ji產chan生sheng虛xu假jia電dian磁ci幹gan擾rao（EMI）。

 

電磁幹擾

 

EMI是一種有害的電磁信號，它從外部滲透到電子電路中，電磁感應
、靜電耦合或傳導是產生電磁幹擾的原因。本文的重點是如何正確設計電子解決方案來幫助工程師“降低噪音”，限製汽車和工業應用中的電磁幹擾
，讓這類幹擾不再是問題。

 

汽車領域

 

在汽車創新領域正經曆著控製EMI幹擾的巨大需求，隨著交通運輸方式的轉型，汽車市場預計將在未來15年翻一番。這種轉變的一部分將是電子工業及其提供前所未有的新服務能力的副產品。這些創新將依賴於塑造未來的四項關鍵技術——ACES，即：

 

● Automation：自動化

● Connectivity：互連

● Electric：電子

● Shared：共享

 

標準：CISPR

 

汽車工業通常遵循的是國際無線電幹擾特別委員會（CISPR）的標準，CISPR 25條款中第5類測試標準是汽車標準。隨著混合動力汽車和純電動汽車的發展，係統、標準和選配功能以及配件等形式的汽車應用電子產品將迅速且持續的發展，進而推動汽車市場的壯大。

 

電磁幹擾的根源

 

係(xi)統(tong)的(de)內(nei)部(bu)和(he)外(wai)部(bu)都(dou)會(hui)產(chan)生(sheng)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)，由(you)於(yu)車(che)內(nei)電(dian)子(zi)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)包(bao)含(han)的(de)組(zu)件(jian)數(shu)目(mu)不(bu)斷(duan)增(zeng)加(jia)，而(er)且(qie)它(ta)們(men)必(bi)須(xu)作(zuo)為(wei)一(yi)個(ge)有(you)機(ji)整(zheng)體(ti)運(yun)行(xing)，而(er)不(bu)對(dui)其(qi)他(ta)係(xi)統(tong)產(chan)生(sheng)過(guo)多(duo)的(de)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)，因(yin)此(ci)盡(jin)量(liang)減(jian)少(shao)個(ge)別(bie)組(zu)件(jian)或(huo)整(zheng)體(ti)產(chan)生(sheng)的(de)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)是(shi)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)的(de)。車(che)輛(liang)內(nei)部(bu)和(he)外(wai)部(bu)電(dian)磁(ci)發(fa)射(she)源(yuan)包(bao)括(kuo)：氣囊
、藍牙技術設備
、控製器網絡總線（CAN）、防撞係統（比如光探測器和距離感應器激光/雷達）
、巡航係統、直流電機、電子刹車係統
、電子控製單元（ECU）、燃料控製係統、遊戲係統、車庫門控製器
、全球定位係統（GPS）
、點火係統
、車載安全係統、信息娛樂係統
、動力轉向、無線電（AM/FM/衛星）
、遙控門控製係統
、輪胎壓力監測係統等。

 

電磁幹擾的問題

 

現代汽車利用的開關電dian源yuan會hui產chan生sheng電dian磁ci幹gan擾rao
，使shi得de周zhou圍wei的de係xi統tong暴bao露lu在zai這zhe種zhong不bu必bi要yao的de幹gan擾rao環huan境jing之zhi下xia。汽qi車che內nei部bu開kai關guan電dian源yuan的de數shu量liang也ye在zai不bu斷duan的de增zeng加jia，加jia上shang物wu理li尺chi寸cun的de縮suo小xiao，空kong間jian更geng加jia的de緊jin湊cou
，對dui於yu高gao效xiao運yun轉zhuan、高溫運行以及壽命更長等需要，所有這些都要求電子產品能夠在這些苛刻的環境下正常工作。

 

隨著自動駕駛汽車開始進入市場
，EMI問題將變得越來越重要，因為人類駕駛員已經將控製權、路線和安全等都交給了車輛，而車輛及乘客的安全將取決於操作係統。

 

減少電磁幹擾

 

美國科學家本傑明・富蘭克林（1705-1795）曾說過一句諺語：“一克（盎司）的預防勝過一公斤(磅)的治療。”，這句諺語傳達了這樣一個事實：電(dian)子(zi)工(gong)程(cheng)師(shi)應(ying)該(gai)在(zai)所(suo)有(you)組(zu)件(jian)都(dou)整(zheng)合(he)在(zai)一(yi)起(qi)之(zhi)前(qian)就(jiu)考(kao)慮(lv)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)問(wen)題(ti)，因(yin)為(wei)如(ru)果(guo)工(gong)程(cheng)師(shi)不(bu)在(zai)開(kai)發(fa)前(qian)期(qi)投(tou)入(ru)適(shi)當(dang)的(de)精(jing)力(li)
，那(na)麼(me)就(jiu)要(yao)在(zai)開(kai)發(fa)後(hou)期(qi)投(tou)入(ru)更(geng)多(duo)的(de)精(jing)力(li)和(he)成(cheng)本(ben)。

 

電子工程師通常采用三種主要的方式來降低電磁幹擾：第di一yi種zhong方fang法fa是shi要yao確que保bao電dian子zi元yuan件jian或huo係xi統tong有you一yi定ding的de電dian磁ci屏ping蔽bi措cuo施shi
，適shi當dang的de電dian磁ci屏ping蔽bi包bao括kuo在zai設she計ji中zhong加jia入ru導dao電dian或huo磁ci性xing材cai料liao，作zuo為wei屏ping蔽bi雜za散san輻fu射she的de屏ping障zhang，法fa拉la第di屏ping蔽bi是shi一yi種zhong常chang見jian的de方fang法fa
；其次
，工程師可以利用電子過濾，過濾器的作用是阻止不必要的頻率，同時讓所需要的頻率在幾乎沒有影響的情況下通過；最後一種方法是建立適當的接地，接地為電流進入地麵提供了一個通道，這是一個低電動勢（電壓）點，這樣有助於減少不必要電荷的過度積累。

 

下麵讓我們來看看兩個完全不同的電子組件如何協同工作，從而降低噪音並限製汽車係統中的電磁幹擾。

 

解決方案：電源管理IC

 

為了降低電磁幹擾，ADI發明了專利靜音開關技術，使其在高頻
、高(gao)功(gong)率(lv)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)具(ju)有(you)非(fei)常(chang)棒(bang)的(de)屏(ping)蔽(bi)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)的(de)性(xing)能(neng)。靜(jing)音(yin)開(kai)關(guan)技(ji)術(shu)將(jiang)單(dan)個(ge)大(da)型(xing)開(kai)關(guan)回(hui)路(lu)分(fen)割(ge)成(cheng)兩(liang)個(ge)較(jiao)小(xiao)的(de)開(kai)關(guan)回(hui)路(lu)，它(ta)的(de)原(yuan)理(li)是(shi)相(xiang)互(hu)抵(di)消(xiao)磁(ci)場(chang)，就(jiu)像(xiang)法(fa)拉(la)第(di)屏(ping)蔽(bi)一(yi)樣(yang)。

 

Silent Switcher® 2架構通過在集成電路（IC）neibujiangwaibudedianyaxunhuandianrongzuoweineibudepangludianronglaijianhuadianlubandeshejiyuzhizao

，zheyangkeyidadajiangdifushededianciganrao。jiangdianrongneibuhuakeyitongguozuixiaohuazaoshengtianxianlaijiangdidianciganrao。jingyinkaiguandezujianyeshidanpianwenyaqi
，tongguojichengdeMOSFET（金屬氧化物半導體場效應晶體管）實現高度的集成
，所有這些方法都提升了效率，特別是在更高的開關頻率下使用時。

 

Silent Switcher® 2的超低電磁幹擾消除了PCB（印刷電路板）布局的敏感性
，而降低解決方案成本的一個方法是最小化所需的PCB層數

，盡管這將對性能產生一定的影響。例如工程師不期望2層電路板產生和4層電路板一樣的電磁幹擾
，一般情況下采用Silent Switcher® 2技術的2層電路板甚至單層電路板設計
，都具有良好的屏蔽電磁幹擾性能，這樣可以大大降低製造成本。

 

此外靜音開關提供可選的擴頻調製，這也有助於降低電磁幹擾，靜音開關和Silent Switcher® 2技術完全滿足汽車係統對屏蔽電磁幹擾的要求。

 

SoC器件電源設計

 

SoC器件在當今的汽車係統應用中隨處可見
，例如信息娛樂係統
、攝像機、防撞係統、安(an)全(quan)和(he)預(yu)警(jing)設(she)備(bei)以(yi)及(ji)傳(chuan)感(gan)器(qi)需(xu)要(yao)處(chu)理(li)的(de)信(xin)息(xi)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)。處(chu)理(li)過(guo)程(cheng)必(bi)須(xu)在(zai)高(gao)效(xiao)且(qie)獨(du)立(li)運(yun)行(xing)的(de)係(xi)統(tong)中(zhong)進(jin)行(xing)，不(bu)需(xu)要(yao)額(e)外(wai)的(de)功(gong)率(lv)驅(qu)動(dong)

，但(dan)它(ta)要(yao)求(qiu)高(gao)效(xiao)率(lv)。由(you)於(yu)SoC器件處理的任務越來越多而且要消耗更大的功率，這可能使得電磁幹擾管理變得困難。

 

新型的高科技汽車係統可能集成了很多不同類型的ARM架構處理器核心、數字信號處理器（DSP）
、視頻和圖形處理器以及輔助支持器件。這些組件都需要可靠的電源驅動，需要的電壓包括：5v、3.3v
、1.8v、1.2v、1.1v和0.8v。

 

為了滿足目前SoC器件的需求，傳統的開關電源控製器采用的是MOSFET器件
，單片機之所以引人注意是因為其內部的MOSFET可以將成本和解決方案尺寸降至最低，但是其電流和散熱能力通常會限製其使用範圍。LT8650S是一款全新的單片降壓靜音開關穩壓器，具備支持當前SoC應用性能和熱管理的能力。

 

 

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