【導(dǎo)讀】本文探討了汽車電力應(yīng)用中開關(guān)電源的開關(guān)頻率如何確定,以及高開關(guān)頻率對電磁兼容性(EMC)的影響。文章分析了不同應(yīng)用場景下EMC標(biāo)準(zhǔn)的差異,以及如何通過系統(tǒng)評估和電路板布局優(yōu)化來滿足這些標(biāo)準(zhǔn)。
本文探討了汽車電力應(yīng)用中開關(guān)電源的開關(guān)頻率如何確定,以及高開關(guān)頻率對電磁兼容性(EMC)的影響。文章分析了不同應(yīng)用場景下EMC標(biāo)準(zhǔn)的差異,以及如何通過系統(tǒng)評估和電路板布局優(yōu)化來滿足這些標(biāo)準(zhǔn)。
汽車電力應(yīng)用中的開關(guān)頻率選擇
汽車電力應(yīng)用中,開關(guān)電源的開關(guān)頻率是怎么確定的?如果頻率高了,是否不容易通過EMC標(biāo)準(zhǔn)?
首先這個需要考慮應(yīng)用場景,不同的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)τ贓MC的要求不一樣的。
在汽車領(lǐng)域,電磁兼容性(EMC)的常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)是CISPR 25,該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了不同頻段下的EMC性能指標(biāo)。目前,汽車電子系統(tǒng)中常用的開關(guān)頻率為400kHz和2.1MHz,這些頻率的選擇主要是為了避開AM(調(diào)幅)和FM(調(diào)頻)廣播頻段,以減少電磁干擾。因此,這些頻率的選擇并不是因為高開關(guān)頻率難以通過EMC測試,而是基于特定的應(yīng)用需求。
例如,在雷達(dá)應(yīng)用中,人們更傾向于使用8MHz的開關(guān)頻率。這種高頻率的選擇并不是出于EMC的考慮,而是為了降低開關(guān)頻率對雷達(dá)采樣噪聲的影響。因此,在考慮EMC的時候,需要對整個系統(tǒng)進(jìn)行評估。
如果是單個電源,其實400kHz還是2.1MHz都不會有太大問題。然而,如果系統(tǒng)中存在多個電源,它會在相同的開關(guān)頻率上去疊加這個能量,這會導(dǎo)致電磁兼容性(EMC)測試難以通過。因此,可能需要對不同電源進(jìn)行微調(diào),例如將一個電源的開關(guān)頻率設(shè)置為380kHz,而另一個設(shè)置為420kHz,以此來分散能量分布。此外,開啟展頻功能也有助于解決這一問題。所以不是開關(guān)頻率越高越不容易通過EMC測試,關(guān)鍵在于整個系統(tǒng)中能量疊加的頻段,通過規(guī)避這些頻段來降低能量輻射。不同的標(biāo)準(zhǔn)可能對開關(guān)頻率有不同的要求,例如,某些汽車制造商可能對特定頻段的EMC標(biāo)準(zhǔn)要求特別嚴(yán)格,這時就需要采取措施來規(guī)避這些頻段。
目前,大多數(shù)常規(guī)電源在400kHz或2.1MHz的開關(guān)頻率下都能夠滿足EMC標(biāo)準(zhǔn)。這通常需要通過測試和經(jīng)驗來解決。在電路板布局(layout)設(shè)計上,優(yōu)化電源回路和電容的擺放非常重要,確保電源回路盡可能短,從而優(yōu)化EMC性能。其實開關(guān)頻率只是影響到其中一部分,電路板布局的優(yōu)化同樣重要。例如,ADI的Silent Switcher技術(shù)將一些電容封裝在芯片內(nèi)部,這樣就不需要在外部放置小電容,同時也減少了外圍走線對EMC性能的影響。
LTC3310S Silent Switcher 設(shè)計可實現(xiàn)最低的輻射發(fā)射
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