《電子技術(shù)應(yīng)用》
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通過改變電源開關(guān)頻率來降低EMI干擾
摘要: 你是否曾有過這樣的經(jīng)歷?在測試EMI時不管采用何種濾波方式仍有少許超標的情況,。本文介紹的技術(shù)將有助于你通過EMI測試,,或簡化你的濾波器設(shè)計。
Abstract:
Key words :

  你是否曾有過這樣的經(jīng)歷,?在測試EMI時不管采用何種濾波方式仍有少許超標的情況,。本文介紹的技術(shù)將有助于你通過EMI測試,或簡化你的濾波器設(shè)計,。該技術(shù)通過調(diào)制電源開關(guān)頻率引入邊帶能量,,并將信號輻射特征從窄帶噪聲變?yōu)閷拵г肼暎瑥亩行У厮p諧波峰值,。需要注意的是,,總的EMI能量并沒有減少,只是得到了重新分布,。

  在正弦波調(diào)制情況下,,有兩個變量可以控制,即調(diào)制頻率(fm)和電源開關(guān)頻率的變化幅度(Δf),。調(diào)制指數(shù)(B)就是這兩個變量的比值,,即:

  Β=Δf/fm

  圖1給出了采用正弦波調(diào)制技術(shù)的情況下改變調(diào)制指數(shù)帶來的影響。當(dāng)B=0時,,沒有頻率偏移,,只有一根譜線。當(dāng)B=1時,,信號的頻率特征開始展寬,,中心頻率分量下降了20%。當(dāng)B=2時,,頻率特征展得更寬,,最大頻率分量是B=0時的60%。我們可以用頻率調(diào)制理論來量化這個頻譜中的能量,??ㄉ芍赋觯?*(Δf+fm)帶寬內(nèi)包含了絕大部分能量,。
 

圖1:調(diào)制電源開關(guān)頻率可展寬EMI特征


  圖2顯示了更大的調(diào)制指數(shù),,從圖中可以看出峰值EMI可降低12dB以上。
 

圖2:更大的調(diào)制指數(shù)可以進一步降低峰值EMI 


  選擇調(diào)制頻率和頻率偏移非常重要,。首先,,調(diào)制頻率應(yīng)高于EMI接收機帶寬,以便接收機不會同時測量到兩側(cè)的邊帶,。不過如果頻率太高,,電源控制環(huán)路可能無法充分抑制電壓變化,,從而導(dǎo)致輸出電壓以同樣的速率變化。另外,,調(diào)制可能在電源中產(chǎn)生可聞噪聲,。因此典型的做法是調(diào)制頻率不要超出接收機帶寬太多,但要在可聞頻率范圍以外,。從圖2可以明顯看出,,工作頻率的高度變化更加可取。然而需要注意的是,,這將對電源設(shè)計造成影響,,也即需要針對最低工作頻率認真選擇磁性元件。由于在較低頻率下工作,,因此輸出電容也需要處理更大的紋波電流,。

  圖3對采用頻率調(diào)制和未采用頻率調(diào)制這兩種情況下測得的EMI性能作了比較。這里的調(diào)制指數(shù)是4,,正如預(yù)期的那樣,,EMI在基頻基礎(chǔ)上降低了8dB左右。其它方面的效果也非常顯著,。諧波被展寬到頻帶內(nèi),,并且展寬結(jié)果與諧波次數(shù)有關(guān),比如三次諧波可以被展寬至基頻的3倍,。展寬過程在更高的頻率下不斷重復(fù),,使得噪聲基底與固定頻率情況相比有了較大的提高。因此這種技術(shù)并不適合低噪聲系統(tǒng),,但許多系統(tǒng)可以從中受益,,它不僅能增加設(shè)計余量,還能顯著降低EMI的濾波器成本,。
 

 

 圖3:改變電源開關(guān)頻率可降低基頻信號幅度,,但會增加噪音基底

 

 

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