調(diào)光時(shí)產(chǎn)生的EMI輻射及應(yīng)對(duì)

SW引腳輸出信號(hào)的EMI輻射是手機(jī)設(shè)計(jì)人員關(guān)注得比較多的問(wèn)題，但大家往往發(fā)現(xiàn)即使已經(jīng)花費(fèi)很大力氣，減小SW引腳輸出信號(hào)的EMI輻射，但EMI問(wèn)題依然存在。電感升壓型背光驅(qū)動(dòng)芯片在PWM調(diào)光時(shí)輸出電壓VOUT可能會(huì)產(chǎn)生很大的輸出紋波。這也是一個(gè)EMI輻射源，但卻容易被手機(jī)設(shè)計(jì)人員忽視。

圖3是某款采用普通PWM調(diào)光方式的電感升壓型背光驅(qū)動(dòng)在PWM調(diào)光時(shí)的使能引腳(EN)和輸出VOUT的波形。從圖3中可以看到，用10KHz 50%占空比的PWM信號(hào)調(diào)光時(shí)，輸出電壓VOUT上的紋波高達(dá)4V.而且我們發(fā)現(xiàn)，調(diào)光頻率越低，輸出電壓紋波越大。而在PCB設(shè)計(jì)中，輸出VOUT需要從背光驅(qū)動(dòng)模塊接到屏的背光LED的陽(yáng)極，走線會(huì)比較長(zhǎng)，這樣VOUT走線的輸出紋波也是一個(gè)嚴(yán)重的EMI輻射源!

圖3：某款電感升壓型背光驅(qū)動(dòng)PWM調(diào)光時(shí)輸出VOUT紋波(10KHz、50%占空比)。

輸出電壓上紋波幅度過(guò)大還會(huì)在輸出電容上產(chǎn)生刺耳的嘯叫聲。這是由于輸出MLCC電容的壓電效應(yīng)產(chǎn)生的振動(dòng)而引起的。一般紋波幅度超過(guò)0.5V就能聽(tīng)到明顯的嘯叫聲。提高調(diào)光頻率是一種解決辦法，但提高調(diào)光頻率會(huì)影響PWM調(diào)光的調(diào)光線性度，甚至?xí)拐{(diào)光功能失效，而且也沒(méi)有從根本上解決問(wèn)題。

上海艾為的電感升壓型背光驅(qū)動(dòng)AW9920STR/DNR采用了創(chuàng)新的PWM轉(zhuǎn)恒流調(diào)光方式。PWM轉(zhuǎn)恒流調(diào)光接收普通的PWM調(diào)光信號(hào)，經(jīng)過(guò)內(nèi)部的電路轉(zhuǎn)化，最終輸出一個(gè)恒定的輸出電流。輸出電流的大小與PWM調(diào)光的占空比成正比。輸出電流恒定，輸出電壓上的紋波就非常小了。圖4是AW9920在同樣條件下的測(cè)試結(jié)果，而AW9920的輸出電壓紋波不超過(guò)100mV.輸出VOUT上的EMI輻射和電容嘯叫的問(wèn)題得到了完美解決!而且AW9920支持更高的調(diào)光頻率。調(diào)光頻率越高，EMI性能和電容嘯叫問(wèn)題改善越好，同時(shí)還不影響調(diào)光線性度。

圖4：AW9920 PWM調(diào)光時(shí)輸出VOUT紋波(10KHz、50%占空比)。

采用斜率可變的驅(qū)動(dòng)技術(shù)和PWM轉(zhuǎn)恒流調(diào)光技術(shù)，使得上海艾為的第二代串聯(lián)背光驅(qū)動(dòng)EMI性能顯著改善。這對(duì)PCB的設(shè)計(jì)要求也就大幅降低，而且還消除了輸出電容的嘯叫聲。但EMI輻射是一個(gè)非常復(fù)雜而難以感知的問(wèn)題，在PCB設(shè)計(jì)時(shí)手機(jī)設(shè)計(jì)人員還要特別注意：連接至SW引腳的連線盡量短、面積盡量小，以減小SW走線上的EMI輻射;電感盡可能采用屏蔽電感;輸入VIN和輸出VOUT的旁路電容盡可能靠近芯片的對(duì)應(yīng)引腳;電源經(jīng)過(guò)芯片到地的走線要根據(jù)電流走線布線，盡可能減小寄生電阻和寄生電感;背光驅(qū)動(dòng)模塊電源和其他模塊電源走線盡可能采用星星接法;地線盡可能采取鋪地的方式，并且和其他易受干擾的模塊地分開(kāi);背光驅(qū)動(dòng)模塊建議用屏蔽罩屏蔽，以盡可能降低EMI輻射。