【導讀】本文探討了汽車電力應用中開關電源的開關頻率如何確定,以及高開關頻率對電磁兼容性(EMC)的影響。文章分析了不同應用場景下EMC標準的差異,以及如何通過系統(tǒng)評估和電路板布局優(yōu)化來滿足這些標準。
本文探討了汽車電力應用中開關電源的開關頻率如何確定,以及高開關頻率對電磁兼容性(EMC)的影響。文章分析了不同應用場景下EMC標準的差異,以及如何通過系統(tǒng)評估和電路板布局優(yōu)化來滿足這些標準。
汽車電力應用中的開關頻率選擇
汽車電力應用中,開關電源的開關頻率是怎么確定的?如果頻率高了,是否不容易通過EMC標準?
首先這個需要考慮應用場景,不同的應用領域?qū)τ贓MC的要求不一樣的。
在汽車領域,電磁兼容性(EMC)的常規(guī)標準是CISPR 25,該標準規(guī)定了不同頻段下的EMC性能指標。目前,汽車電子系統(tǒng)中常用的開關頻率為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頻率難以通過EMC測試,而是基于特定的應用需求。
例如,在雷達應用中,人們更傾向于使用8MHz的開關頻率。這種高頻率的選擇并不是出于EMC的考慮,而是為了降低開關頻率對雷達采樣噪聲的影響。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,它會在相同的開關頻率上去疊加這個能量,這會導致電磁兼容性(EMC)測試難以通過。因此,可能需要對不同電源進行微調(diào),例如將一個電源的開關頻率設置為380kHz,而另一個設置為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。所以不是開關頻率越高越不容易通過EMC測試,關鍵在于整個系統(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。不同的標準可能對開關頻率有不同的要求,例如,某些汽車制造商可能對特定頻段的EMC標準要求特別嚴格,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的開關頻率下都能夠滿足EMC標準。這通常需要通過測試和經(jīng)驗來解決。在電路板布局(layout)設計上,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 設計可實現(xiàn)最低的輻射發(fā)射
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