開關電源設計技巧十例:如何降低 EMI性能?
發布時間:2013-08-05 責任編輯:eliane
【導讀】開關電源設計中,在測定EMI性能時我們會發現,無論采用何種方法濾波都會出現超出規範幾dB的問題,因此,該如何設計以達到EMI性能要求呢?本次開關電源設計將帶來降低EMI性能的小技巧。
電源設計技巧十例之一:為電源選擇最佳工作頻率
電源設計技巧十例之二:如何解決電源噪聲
電源設計技巧十例之三:多相升壓轉換器改裝
電源設計技巧十例之四:DPPM電池充電器
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在測定EMI性能時,您是否發現無論您采用何種方法濾波都依然會出現超出規範幾dB 的問題呢?有一種方法或許可以幫助您達到EMI性(xing)能(neng)要(yao)求(qiu),或(huo)簡(jian)化(hua)您(nin)的(de)濾(lv)波(bo)器(qi)設(she)計(ji)。這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)涉(she)及(ji)了(le)對(dui)電(dian)源(yuan)開(kai)關(guan)頻(pin)率(lv)的(de)調(tiao)製(zhi),以(yi)引(yin)入(ru)邊(bian)帶(dai)能(neng)量(liang),並(bing)改(gai)變(bian)窄(zhai)帶(dai)噪(zao)聲(sheng)到(dao)寬(kuan)帶(dai)的(de)發(fa)射(she)特(te)征(zheng),從(cong)而(er)有(you)效(xiao)地(di)衰(shuai)減(jian)諧(xie)波(bo)峰(feng)值(zhi)。需(xu)要(yao)注(zhu)意(yi)的(de)是(shi),總(zong)體(ti) EMI 性能並沒有降低,隻是被重新分布了。
利用正弦調製,可控變量的兩個變量為調製頻率 (fm) 以及您改變電源開關頻率 (Δf) 的幅度。調製指數 (Β) 為這兩個變量的比:
圖8.1顯示了通過正弦波改變調製指數產生的影響。當Β=0時,沒有出現頻移,隻有一條譜線。當Β=1時,頻率特征開始延伸,且中心頻率分量下降了20%。當Β=2時,該特征將進一步延伸,且最大頻率分量為初始狀態的60%。頻率調製理論可以用於量化該頻譜中能量的大小。Carson法則表明大部分能量都將被包含在2 * (Δf + fm) 帶寬中。

圖8.1:調製電源開關頻率延伸了EMI特征
圖8.2顯示了更大的調製指數,並表明降低12dB以上的峰值EMI性能是有可能的。

圖8.2:更大的調製指數可以進一步降低峰值EMI性能
danshi,ruguoninxuanqudepinlvtaigao,namedianyuankongzhihuanlukenengwufawanquankongzhizhezhongbianhua,congerdailaixiangtongsulvxiadeshuchudianyabianhua。lingwai,zhezhongtiaozhihaihuiyinqidianyuanzhongchuxiankewenzaosheng。yinci,womenxuanqudetiaozhipinlvyibanbunenggaochujieshoujidaikuantaiduo,danyaodayukewenzaoshengfanwei。
很顯然,從圖8.2womenkeyikanchu,jiaodadigaibiangongzuopinlvgengweikequ。raner,zheyanghuiyingxiangdaodianyuansheji,yishidaozheyidianfeichangzhongyao。yejiushishuo,weizuidigongzuopinlvxuanzecixingyuanjian。ciwai,shuchudianronghaixuyaochuligengdipinlvyunxingdailaidegengdadewenbodianliu。
圖8.3對有頻率調製和無頻率調製的EMI性能測量值進行了對比。此時的調製指數為4,正如我們預料的那樣,基頻下EMI性能大約降低了8dB。其他方麵也很重要。諧波被抹入 (smear into) 同tong其qi編bian號hao相xiang對dui應ying的de頻pin帶dai中zhong,即ji第di三san諧xie波bo延yan展zhan至zhi基ji頻pin的de三san倍bei。這zhe種zhong情qing況kuang會hui在zai一yi些xie較jiao高gao頻pin率lv下xia重zhong複fu,從cong而er使shi噪zao聲sheng底di限xian大da大da高gao於yu固gu定ding頻pin率lv的de情qing況kuang。因yin此ci,這zhe種zhong方fang法fa可ke能neng並bing不bu適shi用yong於yu低di噪zao聲sheng係xi統tong。但dan是shi,通tong過guo增zeng加jia設she計ji裕yu度du和he最zui小xiao化huaEMI濾波器成本,許多係統都已受益於這種方法。

圖8.3 改變電源頻率降低了基頻但提高了噪聲底限
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