【電源設計小貼士8】:通過改變電源頻率來降低EMI性能
發布時間:2013-01-29 責任編輯:hedyxing
【導讀】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性能要求,或簡化您的濾波器設計。本文就為您講解這種方法。
這種方法涉及了對電源開關頻率的調製,以引入邊帶能量,並改變窄帶噪聲到寬帶的發射特征,從而有效地衰減諧波峰值。需要注意的是,總體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1 調製電源開關頻率延伸了EMI特征
圖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2 更大的調製指數可以進一步降低峰值EMI性能
選取調製頻率和頻移是兩個很重要的方麵。首先,調製頻率應該高於EMI接jie收shou機ji帶dai寬kuan,這zhe樣yang接jie收shou機ji才cai不bu會hui同tong時shi對dui兩liang個ge邊bian帶dai進jin行xing測ce量liang。但dan是shi,如ru果guo您nin選xuan取qu的de頻pin率lv太tai高gao,那na麼me電dian源yuan控kong製zhi環huan路lu可ke能neng無wu法fa完wan全quan控kong製zhi這zhe種zhong變bian化hua,從cong而er帶dai來lai相xiang同tong速su率lv下xia的de輸shu出chu電dian壓ya變bian化hua。另ling外wai,這zhe種zhong調tiao製zhi還hai會hui引yin起qi電dian源yuan中zhong出chu現xian可ke聞wen噪zao聲sheng。因yin此ci,我wo們men選xuan取qu的de調tiao製zhi頻pin率lv一yi般ban不bu能neng高gao出chu接jie收shou機ji帶dai寬kuan太tai多duo,但dan要yao大da於yu可ke聞wen噪zao聲sheng範fan圍wei。很hen顯xian然ran,從cong圖tu2womenkeyikanchu,jiaodadigaibiangongzuopinlvgengweikequ。raner,zheyanghuiyingxiangdaodianyuansheji,yishidaozheyidianfeichangzhongyao。yejiushishuo,weizuidigongzuopinlvxuanzecixingyuanjian。ciwai,shuchudianronghaixuyaochuligengdipinlvyunxingdailaidegengdadewenbodianliu。
圖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) tongqibianhaoxiangduiyingdepindaizhong,jidisanxieboyanzhanzhijipindesanbei。zhezhongqingkuanghuizaiyixiejiaogaopinlvxiazhongfu,congershizaoshengdixiandadagaoyugudingpinlvdeqingkuang。yinci,zhezhongfangfakenengbingbushiyongyudizaoshengxitong。danshi,tongguozengjiashejiyuduhezuixiaohuaEMI濾波器成本,許多係統都已受益於這種方法。

圖3 改變電源頻率降低了基頻但提高了噪聲底限
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