ZHCY146A April   2021  – December 2023 LM25149 , LM25149-Q1 , LM5156-Q1 , LM5157-Q1 , LM53635-Q1 , LM60440-Q1 , LM61460-Q1 , LM61495-Q1 , LMQ62440-Q1 , LMR33630-Q1 , LMS3655-Q1 , TPS55165-Q1 , UCC12040 , UCC12050

 

  1.   1
  2.   概述
  3.   内容概览
  4.   什么是 EMI?
  5.   在低频和高频范围内降低 EMI 的传统方法
  6.   降低低频发射的创新技术
  7.   展频
  8.   有源 EMI 滤波
  9.   消除绕组
  10.   降低高频发射的创新技术
  11.   HotRod™ 封装
  12.   增强型 HotRod QFN
  13.   集成式输入旁路电容器
  14.   有效的压摆率控制
  15.   EMI 建模功能
  16.   采用 WEBENCH® 设计工具的低频 EMI 设计
  17.   数据表中发布的传导和辐射 EMI 结果
  18.   结语
  19.   低 EMI 的主要产品类别

展频

展频技术利用能量守恒原理,通过将能量分散在多个频率上来减小 EMI 峰值。不过,受影响电路“看到”的峰值能量可能不会降低;这取决于受影响电路的带宽与频率调制方法之间的关系。在测量 EMI 时,频谱分析仪充当受影响电路,行业标准设定了分辨率带宽 (RBW)。因此,以更有效的方式根据实际标准调制频率非常重要。一般的经验是,使调制频率 fm 约等于目标 RBW,扩展带宽 ΔfC 约为 ±5% 至 ±10%。图 9 展示了时域和频域中的这些参数。

GUID-20231208-SS0I-WGLK-BMPV-DZXRWZNDTPV2-low.gif图 9 时域和频域中的展频参数 fm 和 ΔfC

CISPR 25 等标准中通常将 fm 设置在 9kHz 左右以优化低频频带,这也恰好在可闻范围内。为了解决该问题,您可以通过假随机方式进一步实施三角调制,从而传播可闻能量,同时不会对传导和辐射 EMI 性能造成重大影响。图 10 展示了时域和频域中的调制曲线,这是同步降压/升压转换器 TPS55165-Q1 的一个特性。

GUID-20231208-SS0I-ZQK2-ZHHS-Z3RDWDGC8DDK-low.gif图 10 在每个调制周期结束时,通过假随机地调制三角波来降低可闻噪声。

EMI 不限于单个频带(因此不限于单个 RBW),而是存在于多个频带中,这就带来一个困境,因为展频通常只针对单个频带进行改善。一种称为双随机展频 (DRSS) 的数字展频技术为这个问题带来了新的解决方案。DRSS 的基本原理是叠加两条调制曲线,每条曲线针对不同的 RBW。有关更多信息,请参阅 EMI 降低技术,双随机展频应用报告。图 11 展示了时域中的 DRSS 调制曲线,其中的三角形包络针对较低的 RBW,而叠加的假随机序列针对较高的 RBW。

GUID-20231208-SS0I-LSP5-HQPR-RSHSTR55X1W0-low.gif图 11 DRSS 的时域调制曲线。

图 12 展示了非同步升压控制器 LM5156-Q1(采用 DRSS 和不采用 DRSS)的传导发射性能。您可以看到 150kHz 至 30MHz 频带以及 30MHz 至 108MHz 频带(这是 CISPR 25 汽车标准的两个关键频带)中的频谱峰值都大大降低了。LM5157-Q1 非同步升压转换器也采用了 DRSS 并实现了相似的性能。

GUID-20231208-SS0I-WRFT-KB74-3267WB6X5KCS-low.gif图 12 LM5156-Q1 升压控制器采用展频技术前后的 EMI 性能,其中使用的不是专为降低 EMI 而设计的印刷电路板 (PCB)。

展频技术适用于非隔离式和隔离式拓扑,因为两者的 EMI 源相似,展频可提供相同的优势。具有集成变压器的 UCC12040UCC12050 隔离式直流/直流转换器能够满足 CISPR 32 B 级 EMI 测试限制要求,部分原因是采用了内部展频技术。