在討論電子和電氣產品的法規測試和合規性時，人們經常會提及電磁干擾(Electromagnetic Interference；EMI)，本篇針對AOS αMOS5 HV MOS AOTF190A60CL 處理EMI表現上的經過作出分享。
首先，讓我們談談什麼是電磁干擾，電磁干擾是非常重要的設計考量事項。如果在產品開發早期階段未能考量這些問題，則到後期階段如要重新設計產品，不但耗時且成本高昂，也可能導致產品無法通過政府認證，而這意味著要等到解決那些問題後才能銷售產品。
EMI 是什麼？
EMI 是電磁擾亂所造成的干擾，會影響裝置的效能。EMI 可能來自環境，例如雷電和太陽輻射，但更常來自其他的電子裝置或電氣系統。
電磁干擾常表現為不想要的雜訊，可能導致電氣、電子等系統的功能中斷。EMI 有四種類型：
- 傳導型 EMI – 流經電線產生的 EMI，因與 EMI 來源有實體接觸而導致。
- 共模型 EMI – 以相同方向流經一個或多個導體產生的高頻 EMI。
- 差模型 EMI – 以相反方向流經鄰近電線產生的低頻 EMI。
- 輻射型 EMI – 最常見的 EMI 類型，由輻射電磁場所引起。輻射 EMI 的常見表現包括 AM/FM 收音機上的靜態雜訊和電視螢幕上的「雪花」。
常見的 EMI 來源包括：
- 發電設備和週邊裝置，例如發電機、電源供應器、穩壓器、開關與繼電器、電池充電器及高壓電氣傳輸線路。
- 在高頻下運作的裝置，例如振盪器、運算裝置、無線電、雷達和聲納設備。
- 使用高電壓和高頻率的機器，包括馬達和點火系統。
以上資訊來源: https://www.digikey.tw/zh/blog/what-are-emc-and-emi
而我們AOS αMOS5 HV MOS AOTF190A60CL是應用在200W Power Board上PFC的位置,最初的EMI表現如附圖1.
附圖1
我們期待它能在EMI反應上達到如附圖2的程度。
附圖2
比較兩張EMI曲線發現,起初EMI呈現較多數據是高於基本線(虛線), 因此檢查線路查看我們適合調整那些週邊元件更有效的改善EMI,線路如附圖3
附圖3
發現我們可以嘗試從Rg(R9803)與Cds(C9803)來做調整,因此我們先將C9803從100pF改為200pF做嘗試.成果如附圖4。
附圖4
明顯發現高於基本線的數據數量變少了,但還是有筆數據數值直接超過了規格線，因此我們保留C9803=200pF的調整再將R9803由22Ω該為47Ω再記錄一次數據如附圖5
附圖5
我們發現將C9803從原先100pF改為200pF,且R9803由原本22Ω改為47Ω後的EMI表現有接近我們想要達到的附圖2期待,最後進入Mos Switch VDS peck waveform的確認,從原始的波形使用R9803(22Ω)如附圖6,R9803更改為47Ω如附圖7
附圖6
Vds_peck=548.5V
附圖7
Vds_peck=534.1V
可由測試結果確認EMI改善方向如下:
- Dds C8903由100pF改為200pF
- Rg R9803由22Ω改為47Ω
EMI表現上可達預期,且Mos Switch VDS peck waveform確認上Vds由548.5V調整成534.1V,無超過規格,故將此改善建議呈交給客戶讓其應用.
在解決EMI表現的問題上有許多的手法可以嘗試,今僅分享調整AOS HV MOS AOTF190A60CL 周邊Rg與Cds兩零件,還有其他位置可以調整與嘗試,後續若有更豐富經驗也願有機會再與各位分享,謝謝各位。
相關提問1：AOTF190A60CL在Rg由22Ω改為47Ω後溫度表現是否會有超標現象?
答: AOTF190A60CL在Rg由22Ω改為47Ω後經驗證,溫度表現在200W Output負載條件下約落在62度左右,並未超過客戶標準75度規範。
相關提問2：AOTF190A60CL目前只可以應用在PFC位置嗎?
答:目前AOS 產品AOTF190A60CL除應用在PFC位置外,還可應用在LLC位置。
相關提問3：AOS HV Mos 產品在600V TO-220F系列目前規格最優異的是AOTF190A60CL嗎?
答:AOS HV Mos 在600V TO-220F系列中還有Rds(on)160、125、095mΩ等相關規格可以選用.相關資訊請參考AOS網站。
相關提問4：AOTF190A60CL可以支持應用在哪個瓦數規格範圍內的PFC中呢?
答: AOTF190A60CL目前已有實務應用在75W~180W之間的Power Board PFC當中。
相關提問5：本案實務中,客戶應用的Vds Derating是抓多少比例呢?如何計算是否符合應用規格?
答:本案客戶應用Derating抓的是95%,以AOTF190A60CL Vds 600V 元件來計算,600V的Derating就不能超過570V,本實務最後Vds 為534.1V低於570V所以判定符合客戶應用規格。