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圍繞低EMI構建的完整支持生態(tài)從而實現(xiàn)EMI和面積雙重優(yōu)化

jf_f8pIz0xS ? 來源:21ic中國電子網 ? 作者:劉巖軒 ? 2021-04-15 16:40 ? 次閱讀
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導讀:EMI可以分為傳導EMI和輻射EMI,整個方案在進行EMI的控制時,所采取的手段也是多樣的 。如何實現(xiàn)低EMI的效果,對于工程師而言是一個非常重要的設計考量。我們認為TI的貼心之處在于,圍繞著低EMI這一主題,將低EMI器件、在線EMI工具、技術文檔和視頻、 測試場地和人工支持都整合在了一起 ,給了工程師打造了一個關于低EMI的全面的支持生態(tài)。而且TI也強調其在降低EMI的同時,整體方案在電源效率和功率密度上也無需妥協(xié)。

電源工程師在進行整體方案設計時,實現(xiàn)低EMI是其非常重要的考量之一。當前汽車和工業(yè)應用的整體復雜度提高,方案中電子元器件的種類和數量提升,各種不同的通信協(xié)議的添加,讓EMI設計的復雜度和面積都有相應的提升 ,因此工程師在低EMI的設計方面面臨著更大的挑戰(zhàn)。如何幫助工程師來解決這一難題?TI最近發(fā)布的首款具有集成式有源EMI濾波器DC/DC控制器就是很好的答案。TI針對其全新電源產品和低EMI的產品組合在中國召開了線上媒體發(fā)布會,德州儀器升壓與多通道DC/DC產品線副總裁兼總經理 Cecelia Smith女士和德州儀器寬輸入電壓及降壓開關電源產品線經理 Ganesh Srinivasan先生和記者進行了精彩的分享。

圍繞低EMI構建的完整支持生態(tài)

EMI可以分為傳導EMI和輻射EMI,整個方案在進行EMI的控制時,所采取的手段也是多樣的 。如何實現(xiàn)低EMI的效果,對于工程師而言是一個非常重要的設計考量。我們認為TI的貼心之處在于,圍繞著低EMI這一主題,將低EMI器件、在線EMI工具、技術文檔和視頻、 測試場地和人工支持都整合在了一起 ,給了工程師打造了一個關于低EMI的全面的支持生態(tài)。而且TI也強調其在降低EMI的同時,整體方案在電源效率和功率密度上也無需妥協(xié)。

據Cecelia Smith介紹,TI會在EMI方面進行持續(xù)投入:第一是為客戶提供EMI測試的場地實驗室,客戶可以將其所需要測試的設備帶到測試場地內做CISPR 25或CISPR 32等EMI測試,TI也能夠提供一定的服務和技術上的支持;同時TI構建了非常強大的生態(tài)系統(tǒng),用戶可以在官網TI.com上找到EMI相關設計,也可以使用Webench做EMI的模擬仿真,包括輸入濾波器的模擬。數據表、規(guī)格書和評估板的用戶手冊等都包含了該產品的EMI測試結果,包括針對CISPR 25和CISPR 32的規(guī)范;客戶有其他的問題也可以通過TI線上E2E論壇來尋求TI工程師會在線解答。

實現(xiàn)EMI和面積雙重優(yōu)化

在EMI控制的具體實現(xiàn)技術路徑上,TI具有兩個思路來減少輻射發(fā)射。一是通過減小無源濾波器的尺寸來降低系統(tǒng)成本,包括創(chuàng)新擴頻技術和度異相開關。二是通過減少設計時間并降低設計的復雜度,從源頭上根本性地減少產生的EMI,主要通過集成式旁路電容器、集成型有源EMI濾波器和更低封裝的寄生效應。

創(chuàng)新的低EMI的明星產品包括:LM25149-Q1 降壓控制器、LMQ61460 同步降壓轉換器、TPS25850-Q1 充電端口控制器、LM5157-Q1 非同步升壓轉換器和UCC12050 隔離式直流/直流電源。針對不同類型的電源器件,TI分別配置了不同類型的低EMI的技術:LMQ61460通過內部集成旁路電容器和假隨機擴頻的低EMI,降低峰值輻射發(fā)射。同時也采用HotRod封裝,通過優(yōu)化的引腳排列幫助實現(xiàn)更少的開關節(jié)點振鈴;TPS25850-Q1是采用了擴頻頻率抖動來幫助降低EMI;LM5157-Q1則提供了包括DRSS、外部時鐘同步和2.2MHz開關功能在內的廣泛的選擇來緩解EMI;UCC12050內集成變壓器具有較低的初級到次級電容,并針對低EMI性能進行了優(yōu)化。

LM25149-Q1和LM25149降壓控制器則是此次最新發(fā)布的產品,集成式有源EMI濾波器和雙隨機展頻(DRSS)技術可在多個頻帶上將傳導EMI降低高達55dBμV。工程師可將外部EMI濾波器的面積和體積分別縮減近50%和75%以上。工程師還可以同時縮減濾波器尺寸和降低EMI。因此在設計中采用該全新產品可以幫助設計者在整體方案上實現(xiàn)更低BOM成本和更小方案面積。

據 Ganesh Srinivasan分享,LM25149-Q1以及工業(yè)版本LM25149是業(yè)界首款具有集成有源EMI濾波器的DC/DC降壓控制器。有源EMI濾波器能夠檢測輸入端的噪聲和紋波電壓,在直流輸入母線上注入與其相位相反的電流,從而消除電流或電壓干擾,以降低EMI噪聲和紋波電壓。LM25149既具有有源EMI濾波器(AEF),同時也具備雙隨機展頻(DRSS)技術,這是另外一項EMI的創(chuàng)新,這兩者相結合可以在整個EMI測試頻段中提供業(yè)界領先的EMI性能。DRSS這項技術結合了低頻三角調制以及高頻偽隨機調制這兩種調制方式,優(yōu)化了低頻和高頻中EMI的性能。當使用這兩者技術,包括DRSS和有源濾波器之后,可以給用戶最高在400GHz的情況下帶來55 dBμV的降幅,進一步改善電源的EMI性能。

隨著汽車和工業(yè)應用的升級,整體方案的低EMI設計目標越發(fā)困難。TI提供的低EMI元器件產品組合,配合全套的低EMI生態(tài),可以給予設計工程師很好的支持。而且在降低EMI的同時,也可以實現(xiàn)方案面積的降低,同時還保證整體的電源功率密度較高水平。
編輯:lyn

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