電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文 / 黃山明）在儲能技術迅猛發(fā)展的當下，如何降低電磁干擾（EMI）已成為市場矚目的焦點。EMI 是一種由高頻開關器件、電流突變等因素產(chǎn)生的電磁噪聲，它可能對系統(tǒng)自身或周邊設備的正常運行造成影響。

倘若 EMI 過高，極有可能干擾電池管理系統(tǒng)（BMS）的電壓 / 電流檢測，導致檢測誤差，使逆變器控制信號失真，甚至觸發(fā)保護機制，致使設備停機。嚴重的 EMI 還可能引發(fā)電路誤動作，甚至造成高壓擊穿，進而帶來設備損壞或火災風險。此外，過高的 EMI 會導致產(chǎn)品無法通過電磁兼容性（EMC）認證，從而無法進入市場。

EMI 通常源自一些高頻開關器件。例如，儲能逆變器、BMS 等電路中采用的快恢復二極管、MOSFET 等器件，在高頻切換（30 - 70kHz）時，由于反向恢復時間（Trr）和寄生電容充放電，會產(chǎn)生電流脈沖和電壓尖峰，進而形成高頻噪聲源。

此外，在一些功率電路拓撲中，大電流回路的電流突變（di/dt）會通過導線或空間耦合產(chǎn)生差模和共模干擾。同時，電網(wǎng)波動、雷電等外部電磁場也可能通過傳導路徑引入干擾。

廠商如何降低 EMI

鑒于 EMI 的破壞性，在電動車、工業(yè)儲能和可再生能源整合領域，降低 EMI 的需求極為迫切。研究顯示，EMI 減少技術不僅能夠提高系統(tǒng)可靠性，還能滿足諸如 CISPR 32 Class B 等嚴格的國際標準。

那么，企業(yè)是如何降低 EMI 的呢？以德州儀器（TI）的 bq24192 數(shù)據(jù)手冊為例，其中強調(diào)要最小化高頻電流路徑循環(huán)，以防止電磁場輻射和高頻共振問題。采用固定頻率（如 1.5MHz）有助于簡化輸出濾波器設計，這也會對 EMI 性能產(chǎn)生積極影響。

相比之下，電源管理 IC，尤其是 DC-DC 轉換器 IC，在儲能系統(tǒng)中發(fā)揮著關鍵作用，并且具備明確的 EMI 減少功能。

例如，TI 的 LM25149 在負載電流超過 40% 時會自動啟用低頻 EMI 抑制功能。其規(guī)格包括 DC 增益 68dB、單位增益帶寬 300MHz，同時結合低頻三角形和高頻隨機調(diào)制技術，可使 150kHz 至 30MHz 頻段的傳導發(fā)射降低 15dBμV，30MHz 至 108MHz 頻段降低 5dBμV，調(diào)制頻率范圍為 8.2 至 16.2kHz，調(diào)制頻率變化 7%，以此有效降低 EMI。

國內(nèi)廠商也推出了諸多方案。比如南芯科技 SC814xx 系列降壓轉換器，通過展頻技術分散噪聲能量，降低峰值 EMI，并通過 RBOOT 引腳調(diào)整開關節(jié)點頻率，避免因共振效應引發(fā)的 EMI 峰值。

元芯半導體的 YX2265 Buck-Boost 控制器，除采用展頻技術外，還借助最大功率點跟蹤（MPPT）算法實現(xiàn)太陽能板最大功率跟蹤，減少能量波動，從而降低 EMI 產(chǎn)生的可能性。世微的 AP2813 雙路降壓恒流驅(qū)動器，則通過平均電流采樣模式，提高寬電壓輸入下的電流精度，進而間接減少噪聲。

此外，通過感測并消除低頻噪聲，可將外部差模輸入濾波器尺寸減小 50%，降低系統(tǒng)成本，同時實現(xiàn)主動 EMI 過濾。還可通過微調(diào)時鐘頻率，降低峰值能量，減少基頻和諧波的 EMI。瑞薩電子（Renesas）的擴展頻譜時鐘生成器（SSCG）支持下擴展和中心擴展模式。另外，選擇合適的開關頻率（如 1.5MHz 至 2.1MHz）并優(yōu)化印刷電路板（PCB）布局，能夠減少高頻電流路徑循環(huán)，防止電磁場輻射。

小結

研究預測，到 2030 年，全球儲能安裝容量將超過 30GW，這凸顯了市場對高效、低 EMI 的 IC 的迫切需求。降低 EMI 可通過展頻技術、優(yōu)化封裝設計、縮短電流路徑、集成保護機制、采用自適應工作模式等方式實現(xiàn)。這些芯片通過集成多種技術，在提升能效的同時顯著降低 EMI，滿足了儲能系統(tǒng)對穩(wěn)定性和可靠性的要求。