在永遠在線的體驗世界中，駕駛員和乘客希望通過傳統(tǒng)的無線電或人機界面 (HMI) 系統(tǒng)訪問有關(guān)交通狀況和潛在危險的實時信息。與此同時，司機和乘客希望不受干擾地使用 GPS、智能手機和平板電腦等聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。因此，重要的是這些設(shè)備不受電磁干擾 (EMI) 的影響，電磁干擾 (EMI) 在密閉空間內(nèi)放置大量電氣和電子系統(tǒng)時會發(fā)生這種情況。

對于試圖為汽車構(gòu)建最新系統(tǒng)的許多主要汽車制造商而言，EMI 合規(guī)性是一個重要主題。要求非常嚴格，制造商必須遵守 CISPR 25 Class 5 等標準，在許多情況下，如果不符合標準，則系統(tǒng)無法銷售。

系統(tǒng)中的 EMI 測量水平主要在設(shè)計和驗證的后期階段受到工程師的關(guān)注。在許多情況下，工程師會在組裝電路板時發(fā)現(xiàn) EMI 問題，然后單獨選擇并驗證所有組件。在這一點上，很難確定 EMI 的確切來源，因為在當(dāng)今先進的汽車系統(tǒng)中，開關(guān)穩(wěn)壓器的數(shù)量呈指數(shù)級增長。出于這個原因，使用參考設(shè)計板的EMI 測試結(jié)果對于工程師獲得第一手知識很有用，一旦在 PCB 板上組裝在一起，不同的部件如何相互工作。   

例如，為了在汽車信息娛樂系統(tǒng)設(shè)計后期防止 EMI 問題，該電池外系統(tǒng)經(jīng)過優(yōu)化，可承受 Comité International Spécial des Perturbations Radioélectriques (CISPR) 25 類 5 EMI 限制，用于為信息娛樂和集群系統(tǒng)中使用的汽車處理器供電。汽車信息娛樂處理器的典型電源架構(gòu)如圖 1 所示。

參考設(shè)計中有四個主要模塊：

· LM74610-Q1智能二極管具有內(nèi)置的，前端保護經(jīng)受正和負脈沖（國際標準化組織[ISO] 7630），反向電池保護，電池斷路開關(guān)和過電壓保護（OVP）。

· 共模和差分濾波器可抑制傳導(dǎo) EMI。

· LM53635-Q1 芯片 2.1MHz的，完全同步，3.5A DC / DC轉(zhuǎn)換器將電池電壓為5V電源轉(zhuǎn)換。該器件采用符合汽車標準的倒裝芯片引線 (FCOL) 封裝，具有可潤濕側(cè)翼，可最大限度地減少開關(guān)節(jié)點振鈴。該 DC/DC 轉(zhuǎn)換器使用擴頻選項具有低 EMI 特性。

· 下游負載點 (POL) 降壓轉(zhuǎn)換器，例如 TI 的TPS57112-Q1 、TPS57114-Q1和LM26420-Q1 ，為處理能力提供低輸入電壓軌。鐵氧體磁珠用于去除下游電源軌上的高頻噪聲。

LM74610-Q1 是一款控制器器件，可與 N 溝道 MOSFET 一同用于反極性保護電路。 其設(shè)計用于驅(qū)動外部 MOSFET，串聯(lián)電源時可模擬理想二極管整流器。 該機制的獨特優(yōu)勢在于不以接地為參考，因此 Iq 為零。

LM74610-Q1 控制器為外部 N 溝道 MOSFET 提供柵極驅(qū)動，并配有快速響應(yīng)內(nèi)部比較器，可使 MOSFET 柵極在反極性情況下放電。 這種快速降壓特性有效限制了檢測到反極性時反向電流的大小和持續(xù)時間。 此外，該器件設(shè)計選用了合適的 TVS 二極管，符合 CISPR25 5 類 EMI 規(guī)范和汽車類 ISO7637 瞬態(tài)要求。

· LM53625-Q1/LM53635-Q1 同步降壓穩(wěn)壓器針對汽車應(yīng)用進行了優(yōu)化，能夠提供 5V、3.3V 的輸出電壓或可調(diào)輸出電壓。LM53625-Q1/LM53635-Q1 可利用高級高速電路，在 2.1MHz 的固定頻率下通過 18V 輸入產(chǎn)生 3.3V 的穩(wěn)壓輸出。LM53625-Q1/LM53635-Q1 采用創(chuàng)新型架構(gòu)，在輸入電壓僅為 3.55V 時也可提供 3.3V 穩(wěn)壓輸出。該器件針對汽車和性能驅(qū)動型行業(yè)客戶進行了全方位優(yōu)化。器件的輸入電壓高達 36V，容許的瞬態(tài)電壓高達 42V，因此簡化了輸入浪涌保護設(shè)計。該器件采用通過汽車認證的 Hotrod QFN 可濕性側(cè)面封裝，可降低寄生電感和電阻，同時可提高效率、更大限度減小開關(guān)節(jié)點振鈴，并大幅降低電磁干擾 (EMI)。開漏復(fù)位輸出具有內(nèi)置的濾波和延遲功能，可提供正確的系統(tǒng)狀態(tài)指示。憑借這一特性，器件無需使用附加監(jiān)控元件，這節(jié)省了成本和電路板空間。器件可在 PWM 和 PFM 兩種模式之間無縫切換，并且低靜態(tài)電流（3.3V 選項僅為 15μA）確保了其在所有負載條件下均可展現(xiàn)高效率和出色的瞬態(tài)響應(yīng)。

圖 1：汽車信息娛樂處理器的典型電源架構(gòu)

該參考設(shè)計已經(jīng)過測試并成功通過了 CISPR 25 5 類傳導(dǎo) EMI 限制。

圖 2 顯示了使用所有 DC/DC 開關(guān)穩(wěn)壓器滿載時高達 30MHz 的傳導(dǎo)發(fā)射（峰值和平均值檢測）的測試結(jié)果。

圖 2：頻率范圍低于 30MHz 的傳導(dǎo) EMI 結(jié)果

圖 3 顯示了相同條件下 30MHz 至 108MHz 傳導(dǎo)發(fā)射的測試結(jié)果。

圖 3：頻率范圍在 30MHz 和 108MHz 之間的傳導(dǎo) EMI 結(jié)果

參考設(shè)計是工程師在設(shè)計周期早期查看 EMI 結(jié)果和識別可能的干擾問題的有用工具。測量參考設(shè)計板上的傳導(dǎo) EMI 有助于識別噪聲趨勢和早期合規(guī)性問題，這些問題在最終產(chǎn)品設(shè)計之前可能不會出現(xiàn)。