采用频率抖动技术减小EMI
华润矽威科技(上海)有限公司 PT2312B 恒压恒流原边反馈转换器说明书
PT2312B恒压恒流原边反馈转换器概述PT2312B 是一款高性能的AC/DC 功率转换器，可应用于充电器和适配器。
芯片采用原边反馈和控制，无需光耦和TL431即可实现较高的恒压恒流精度。
PT2312B 在恒流工作中采用PFM 控制，在恒压工作中采用PFM/PWM 复合控制。
此外，PT2312B 集成了准谐振开关控制以及输出线缆补偿功能，从而有利于减小开关损耗并简化系统EMI 设计，优化输出特性。
PT2312B 提供软启动，EMI 抖频技术以及多种保护功能，诸如自动重启，逐周期电流限制，VCC 过压欠压保护，采样电阻开路短路保护，过温保护等。
PT2312B 采用SOP-7封装。
特点● 原边采样和反馈，无需光耦和TL431 ● 在常规输入条件下，5%的恒流恒压精度 ● 准谐振开关控制 ● 抖频技术● 可编程的输出线缆补偿 ● 自适应峰值电流调节 ● 前沿消隐功能（LEB ） ● 逐周期限流功能● VCC 过压欠压保护（UVLO ，OVP ） ● 采样电阻开路、短路保护 ●过温保护（OTP ）● 应用● 适配器，充电器等 ● LED 灯 ●辅助供电订购信息典型应用电路T1图1，PT2312B 的典型应用线路PT2312B恒压恒流原边反馈转换器封装及引脚排列7651234FBCRC VCC CSGNDDRAIN SOP-7DRAINPT2312B图2，PT2312B 的封装引脚图（正面）引脚说明极限参数 (注1)注1: 最大极限值是指超出该工作范围，芯片有可能损坏。
推荐工作范围是指在该范围内，器件功能正常，但并不完全保证满足个别性能指标。
电气参数定义了器件在工作范围内并且在保证特定性能指标的测试条件下的直流和交流电参数规范。
对于未给定上下限值的参数，该规范不予保证其精度，但其典型值合理反映了器件性简化模块图CRCGNDCS图3，PT2312B的简化模块图电气参数(无特别说明T A=25˚C, VCC=20.5V)功能描述PT2312B 是一款高性能的AC/DC 功率转换器，可应用于充电器和适配器。
教你如何通俗理解开关电源EMI
蓝色： 正弦波
绿色： 三角波
红色： 方波
可以看到，正弦波只有基波分量，但是三角波和方波含有高次谐波，谐波最大的是方波。
也就是说如果电流或者电压波形，是非正弦波的信号，都能分解出高次谐波。
那么如果同样的方波，但是上升下降时间不同，会怎样呢。
2.切断传播途径
3.增强抵抗力，这个就是所谓的Eபைடு நூலகம்C（电磁兼容）
解释以下名词：
传导干扰：也就是噪音通过导线传递的方式。
辐射干扰：也就是噪音通过空间辐射的方式传递。
差模干扰：由于电路中的自身电势差，电流所产成的干扰，比如火线和零线，正极和负极。
共模干扰：由于电路和大地之间的电势差，电流所产生的干扰。
6.采用反向恢复好的二极管，二极管的反向恢复电流，不但会带来高di/dt.还会和漏感等寄生电感共同造成高的dv/dt.
但事实上，开关电源是EMI发射源无法根本解决。而且一些从源头抑制EMI的方法同时会降低效率，所以从传播途径来抑制EMI显得尤为重要。
下面来看一下传播途径，这个是poon & Pong 两位教授总结的传播途径，比较的直观全面 。
所以在测试干扰的时候，需要测试各种频率下的噪音强度。
那么在开关电源中，这些噪音的来源是什么呢？
开关电源中，由于开关器件在周期性的开合，所以，电路中的电流和电压也是周期性的在变化。那么那些变化的电流和电压，就是噪音的真正源头。那么有人可能会问，我的开关频率是100KHz的，但是为什么测试出来的噪音，从几百K到几百M都有呢？
3.适当降低开关速度，降低开关速度，可以降低开关时刻的di/dt,dv/dt。对高频段的EMI有好处。
扩频时钟技术(Spread+Spectrum+Clock+Technology)对降低电磁干扰(EMI)的作用及实现方法
第二章扩频时钟技术第二章扩频时钟技术§２．１起源与发展历史扩频技术在相当长的一段时期内已经被广泛应用于通讯领域，但是直到最近十年，这项技术才被应用于其它领域。
比如为了降低电磁辐射干扰（ＥＭＩ）而采用扩频技术故意地在时钟发生器中引入抖动（ｒｉｆｌｅｒ）。
很多年前，在第二次世界大战前夕，当时的一位著名的好莱坞女演员ＨｅｄｙＬａｍｍａｒｒ（图２—１）利她的丈夫ＧｅｏｒｇｅＡｎｔｈｅ“——当时美国的一位先锋派作曲家，在一次晚餐中突然想到了一个有趣的方案可以在很远的距离控制武装鱼雷艇，并且通讯传输不会被敌人发现或者干扰。
他们很有先见地将这项发明申请了专利。
虽然直到１７年之后专利失效也没有将这个想法付诸实现，并且他们也没有从中得到一分钱好处。
但是这项发明的基本思想却成为了后来的扩频通讯技术的基础。
图２—１历史上第一个提出扩频概念的人ＨｅｄｙＬａｍｍａｒｒ和ＧｅｏｒｇｅＡｎｔｈｅｉｉ的发明让人感到更加不可思议的是，当时还没有发明数字电路，但是它却包含了一些关键的数字电路的概念。
虽然这两位扩频技术的先驱被人们忽略了多年，但是随着这项技术的不断应用，人们最终又发打频ｔｔ，ｔ９ｔ，技术对降低ＩＵ诎十扰们作』ＩＩ段Ｊ［０：现力法图２一１４所示为基于这种方法的扩频部分的一种实现框图。
Ｐ为每段折线上：所墩的点数，ｑ为用ＰＷＭ方式近似小数分频值ＩＩｔ的脉冲数。
ｄｊ利ｄ２分）ｊ０为所存线段上的点的垂直＾Ｕ距。
Ｎｂａｓｏ是不进行护频叫…．纠：路分频器的分频值。
ＮｄＪｖ是扩频时环路分频器的实际分频值。
扩频部分的仿真结果如图２一１５所示，环路分频器的Ｎ’值在￥１１－穹１；的阳个数字之间采用ＰＷＭ方式来回切换以达到近似一个小数的分频值。
图２—１５扩频时钟的仿真截图（以模拟方式显示的Ｎ值）虽然这种方法省去了查找表，并且可以较为精确地实现任意分频值。
但是由于ＰＷＭ方式实际上是一个数字量化的过程，必然存在量化误差。
而且带内误差信号所造成的噪声无法被ＰＬＬ滤除，因此对最终的扩频时钟性能会造成一定影响。
PFM开关电源控制电路的抗电磁干扰设计
PFM开关电源控制电路的抗电磁干扰设计徐振邦;居水荣;王天赦;沈济【摘要】为提高PFM开关电源控制电路的抗电磁干扰能力,分析了PFM模式开关电源控制电路的抗电磁干扰原理,提出了随机载波频率调制技术和相应的电路实现方法;列举了几种电源系统抗电磁干扰设计技术,包括ESD保护结构的抗EMI设计方法、电源上干扰的去除方法和基于电压检测电路的抗干扰设计方法.将以上抗干扰设计技术应用在PFM模式开关电源控制电路SX1618中,采用1 μm 40 V高压工艺设计,通过进行流片和封装,并将之应用在实际的开关电源中,其传导EMI通过了相应标准的测试.%To improve Anti-electromagnetic interference level,the principle of anti-EMI for PFM SMPS IC is analyzed, and the Random Carrier Frequency Modulation(RCFM) technology is given,the implementation of RCFM circuit is proposed.Several anti-EMI technologies for power supply are listed,which include anti-EMI design for ESD structure, the method for EMI removing from power supply and anti-EMI design by using voltage detection. RCFM and other anti-EMI technologies are applied to PFM controller SX1618,which is implemented in 1 μm 40 V high voltage process,and the test result shows that the anti-EMI performance is good.【期刊名称】《电子器件》【年(卷),期】2018(041)002【总页数】7页(P536-542)【关键词】集成电路设计;抗电磁干扰;随机频率调制;电源干扰;开关电源控制电路;脉冲频率调制【作者】徐振邦;居水荣;王天赦;沈济【作者单位】江苏信息职业技术学院微电子学院,江苏无锡214153;江苏信息职业技术学院微电子学院,江苏无锡214153;江苏信息职业技术学院微电子学院,江苏无锡214153;江苏信息职业技术学院微电子学院,江苏无锡214153【正文语种】中文【中图分类】TN432所有电器和电子设备工作时都会有间歇或连续性电压电流变化,有时变化速率还相当快,这样会导致在不同频率内或一个频带间产生电磁能量,而相应的电路则会将这种能量发射到周围的环境中,形成令人困扰的电磁干扰EMI(ElectroMagnetic Interference)问题。
采用频率抖动技术减小EMI
采用频率抖动技术减小EMI通过在芯片PWM控制电路中使用频率调整环节来减小开关电源的电磁干扰，为抑制开关电源电磁干扰提供新思路。
香港科汇有限公司盈丰分部-上海代表处李芊概述开关电源采用脉宽调制(PWM)控制方式，开关频率不断提高，其高频开关波形含有大量谐波成分，通过传输线和空间电磁场向外传播，造成传导和辐射干扰。
随着通讯及控制技术的发展,各种高频数字电路对开关电源电磁兼容性(EMC)的要求更加严格，如何减小电磁干扰(EMI)成为开关电源设计中的一个难点。
与常用的抗干扰技术相比，频率抖动技术(Frequency Jitter)是一种从分散谐波干扰能量着手解决EMI问题的新方法。
频率抖动技术是指开关电源的工作频率并非固定不变，而是周期性地变化来减小电磁干扰的方法。
以下用TOPGX功率集成芯片为例，结合电磁干扰的产生机理和测量方法来详细说明频率抖动技术的工作原理及作用。
频率抖动技术介绍TOPGX系列芯片是一种内部集成了PWM控制电路和MOSFET的功率芯片,工作频率为132kHz，并周期性地以132kHz为中心上下变动4kHz。
在4ms周期(频率为250Hz)内，完成一次从128 kHz至136 kHz之间的频率抖动，其频率变化和开关电压波形如图1所示图1：频率抖动示意图采用相同外围电路进行对比测量,当初级峰值电流相同时，应用了频率抖动技术的电源其EMI测量结果如图2右图所示,未采用频率抖动技术的电源其EMI测量结果如图2左图所示，通过比较左右两图的准峰值(QP)和平均值(AV)，明显可以看出，未采用频率抖动技术时，各次谐波较窄而且离散，幅值在谐波频率处较高；采用频率抖动技术时，谐波幅值降低并且变得平滑，高次谐波接近连续响应。
减小EMI的效果十分显著。
图2：EMI传导测量对比分析频率抖动技术的工作原理时，先要解释EMI测试标准及其测量原理。
电磁干扰测试标准及原理国际无线电干扰特别委员会(CISPR),美国联邦通信委员会(FCC)分别制定的CISPR22和FCC标准,分别应用于欧洲和北美。
RM6222D中文规格书-20120525
RM6222D内置4ms软启动延迟，
（Ta=25℃,VDD=VDDG=16V）
符号
参数
VDD 供电部分
I START _ UP
I_VDD
启动电流 工作电流
UVLO(ON) 欠压锁定开启
UVLO(OFF) 欠压锁定关闭
OVP(ON)
过压保护
VDD_clamp VDD 箝位电压
反馈输入部分
VFB _ Open
FB 脚开路电压
I FB _ Short
结点温度范围
-20℃ to150℃
存储温度范围
-55℃ to160℃
焊接温度(焊接 10 秒)
260℃
注意：1、超出上表所列的极限参数范围，可能会造成器件的永久性损坏；
2、长时间工作在极限状态时，可能影响器件的可靠性。
Web: www.reactor‐
3
2012‐05‐25
电气参数：
0.400 0.255 0.150 0.375 15°
Web: www.reactor‐
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2012‐05‐25
z 全电压范围通过逐周期过流点设
置实现连续输出功率设置
应用领域：
z 小功率适配器 z LED 照明 z 开放式开关电源 z 台式电脑和服务器辅助电源 z VCR,SVR,STB,DVD&DVCD 播
放器电源
Web: www.reactor‐
基于PWM调光的智能多功能台灯设计毕业设计
基于PWM调光的智能多功能台灯设计毕业设计目录中文摘要 (I)英文摘要...................................................................................................................... I I 前言.. (IV)1 设计的总体要求及方案选择 (1)1.1 调光技术的选择 (1)1.2 主要集成芯片的选择 (2)2 硬件系统电路设计 (4)2.1 整体电路系统模块 (4)2.2 单片机主控系统 (4)2.3 恒流驱动系统 (5)2.4 时钟系统 (7)2.5 液晶显示系统 (8)2.6 温度检测系统 (10)2.7 蜂鸣系统 (12)2.8 按键系统 (12)2.9 电源系统 (13)3 系统软件设计 (14)3.1 系统主程序 (14)3.2 按键检测和处理程序 (15)3.3 外部中断程序 (16)3.4 定时器中断程序 (16)3.5 C语言程序编写和ISP软件程序下载 (17)4软件的调试和仿真 (19)5 硬件的组装与调试 (20)5.1元器件的选择与测量 (20)5.2电子元器件的焊接与组装 (20)5.3电子电路的调试 (21)5.3.1 调试方法 (21)5.3.2 调试步骤 (21)总结 (24)致谢 (25)参考文献 (27)附录1 电路实物图 (28)附录2 电路原理总图 (29)附录3 电路程序清单 (30)附录4 元器件清单 (58)基于PWM的智能多功能台灯设计摘要随着电子技术的日益发展，人们生活中的照明工具也在发生着巨大的变化。
普通电灯，白炽灯，LED灯，这也反映了人类社会的进步，科技的发展。
目前的家居逐步朝着多功能化智能化的方向发展[12]。
随着环境问问题的恶化，能源的减少。
节能绿色环保的台灯，逐步走进了人们的生活。
以前的台灯用途单一，而现在的人们需要一种多功能智能化的台灯。
轻松了解EMI及其抑制方法
EMI翻译成中文就是电磁干扰。
其实所有的电器设备，都会有电磁干扰。
只不过严重程度各有不同。
电磁干扰会影响各种电器设备的正常工作，会干扰通信数据的正常传递，虽然对人体的伤害尚无定论，但是普遍认为对人体不利。
所以很多国家和地区对电器的电磁干扰程度有严格的规定。
当然电源也不例外的，所以我们有理由好好了解EMI以及其抑制方法。
下面结合一些专家的文献来描述EMI.首先EMI 有三个基本面就是噪音源：发射干扰的源头。
如同传染病的传染源耦合途径：传播干扰的载体。
如同传染病传播的载体，食物，水，空气.......接收器：被干扰的对象。
被传染的人。
缺少一样，电磁干扰就不成立了。
所以，降低电磁干扰的危害，也有三种办法：1. 从源头抑制干扰。
2.切断传播途径3.增强抵抗力，这个就是所谓的EMC（电磁兼容）先解释几个名词：传导干扰：也就是噪音通过导线传递的方式。
辐射干扰：也就是噪音通过空间辐射的方式传递。
差模干扰：由于电路中的自身电势差，电流所产成的干扰，比如火线和零线，正极和负极。
共模干扰：由于电路和大地之间的电势差，电流所产生的干扰。
通常我们去实验室测试的项目：传导发射：测试你的电源通过传导发射出去的干扰是否合格。
辐射发射：测试你的电源通过辐射发射出去的干扰是否合格。
传导抗扰：在具有传导干扰的环境中，你的电源能否正常工作。
辐射抗扰：在具有辐射干扰的环境中，你的电源能否正常工作。
首先来看，噪音的源头：任何周期性的电压和电流都能通过傅立叶分解的方法，分解为各种频率的正弦波。
所以在测试干扰的时候，需要测试各种频率下的噪音强度。
那么在开关电源中，这些噪音的来源是什么呢？开关电源中，由于开关器件在周期性的开合，所以，电路中的电流和电压也是周期性的在变化。
那么那些变化的电流和电压，就是噪音的真正源头。
那么有人可能会问，我的开关频率是100KHz的，但是为什么测试出来的噪音，从几百K到几百M都有呢？我们把同等有效值，同等频率的各种波形做快速傅立叶分析：蓝色：正弦波绿色：三角波红色：方波可以看到，正弦波只有基波分量，但是三角波和方波含有高次谐波，谐波最大的是方波。
小功率电源芯片资料整理
THX203H (5)CR6848 (7)FSD200/210 (9)NCP1014 (11)NCP1207A (13)OB2269 (15)VIPer12A (17)VIPer22A (19)UC3842/3/4/5 (21)TNY274~280 (23)TNY278P 应用电路1 (24)TNY278P 应用电路2 (25)TNY274P 应用电路 (26)TNY275P 应用电路 (27)TNY276P 应用电路 (28)TNY 266P 应用电路 (29)TNY 267P 应用电路 (30)LNK362-364 (31)LNK364P 应用电路 (33)LNK362P 应用电路 (34)LNK363P 应用电路 (35)THX203H;!VRF-| 2,5VAt准\W0u^-OSClJTJ]OUT-ENOSC-ENSTART-UP电源管理!vCCCT 4振荡器OSC2 I ■r 8 OCOB1O8OCvcc27OC GND36IS CT45FBDIPS—热保护L启动电痂FB 5600uA25K9.8\/5K■ bGNID]电s驱动Q QV7 OC1 OB上限电流卞触发齬I\OEl --O 0.6V __0* 5QR12.2MJ/2W TL431A75K,1/2W WS7LAUi—D1.D4E l§7£D8 38CR6848内部模块框图SOT23CRXXYWWOe GATEe vec士 SERC£D1PH沏丽NC RIE m 1[6J 1EU C R羽初TH直巨参考电潇欠压鞍定10 5^16.6软^动QN SR前涪津隐 ----- SENCE 値限制习僦畫电希ZVAVW过丘保护3»+工ffl 11CR6S4S 内部横块卓圈V典型应用电路-12V/+12输出2.5A 电源丄—"T" 2厂2ftnd 厂一' 1(440 IVOLUPV Inp 讥AC 85V-240V1ULWtK4Hm mom/K<v I»1B40IHr-M~-DZ llOOl ~=个DImoonCKSU CA MVDDW oaIO1T/ 10V VDOKZVamML104lOOluFSVTQ2I1<PRIN1U1W^：5VT1MTL5MCH *D?NOR1615 下 220fuT? 5TX口工IN 刖118 >3» N0R1615 tn~i==>2016N6(J*e?»nr1UMRiKSawDC+iZ VcnLIMOOir3LJTL431X II 1\7 C 律 22t/«IOV ~FSD200/210GNDGNDGNDVfb 7-DIP7-LSOPVstrDrainVccFigure 2. Typical Flyback Application using FSD2000 Figure 1. Typical Flyback Application using FSD210NCP1014GND12PDIP-7o 可GND习NC3"TJJ DRAINv ccNCNC（T>p \伽）VElanir*lV£C*d □UVLOMsnatjeirertEMI J ttennadialup Swrce<0啓和IHigh when 七 $*vasfnp = VC C QFT+ 200 IMV怜.了v 丁肿対> IJOHcLCIfrttiA RM« AFl 中一FlqDCmax 二65%•:二Fmurt 2. SimolrtiMl internol Circuit Arthrtattune< pran h*------------- DnmFigure 1. 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EMI(差模)机理及防治方法
实际中如何确定差模和共模的比例。
这样可以看到实际的干扰中差模是多少，共模是多少。
以决定采取的措施。
加4.7uF的X电容，剩下的基本是共模正常的波形峰值，准峰值，平均值的定义及测量。
频率抖动的作用:由于RC的积分作用，所以会降低。
不是在欺骗仪器吗？！对此电源界存在争论，反过来想一下，难道标准就合理吗？管它呢，不管哪国的标准，过了就行了。
同样输入，输出2的控制带宽和环路增益比输出1高，所以纹波小。
在相同的情况下，输出2要迫使脉冲的宽度更快速的变化（电压高时减小脉宽，反之相同），这恰恰就是频率抖动，所以可以改善EMI。
电流型控制IC比电压型相比具有自动前馈功能，更迅速的改变脉宽压制100Hz纹波，所以同等情况，EMI要好一些。
当然电压型的如果加了电压前馈能起到同样的功能。
高，低压输入和3842实现频率抖动。
同等功率，高电压输入时，电解电容纹波很小，效果不明显，低压输入时纹波大就明显。
其实你用数字示波器观察低压输入时的开关波形，就能看到波形的晃动。
可以利用此功能对3842这种最常用的IC来实现频率抖动功能。
把输入电压做一个全波整流，不要滤波，分一个低压出来去调制3842的第4脚，就可实现频率抖动功能。
初级滤波电容小了，输出纹波大，因为任何环路的增益不是无穷大，反映不是无穷快，另外太小了，电容寿命就完了。
f1的值大概在6-10MHz之间，f2的值大概在20-30MHz之间，其频率会根据变压器漏感的大小，杂散电容的大小，器件输出电容的大小而变化，但频率大概在上述范围，但你没加RC吸收电路和共模滤波不是超强时，EMI曲线上明显的可以看到此两点。
把这两点抑制掉，再采取点其他措施，都可能可以将Y电容拿掉。
传导干扰的差模的产生和抑制R3为LISN的100欧姆电阻，要减小R3上的电压，只有降低R2，也就是加大Y电容的容量和增大R1，R4，也就是加大差模电感。
加差模电感是常用的方法，但在整流管后面时要注意电感量有差异会使L，N线测量的结果不平衡。
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采用频率抖动技术减小EM I
香港科汇(亚太)有限公司盈丰分部
李芊
A pp l y Fre q uenc y Jitter to R educe EMI
Li Q ian
摘要:介绍了应用于开关电源芯片T OPG X 中的频率抖动技术。
并依照电磁干扰的测量标准分析了
频率抖动技术的工作原理。
给出了通过在芯片PWM 控制电路中使用频率调整环节来减小开关电源的电磁干扰的新方法。
并与其它抑制电磁干扰的方法进行了比较,从而为抑制开关电源的电磁干扰提供了一种新的思路。
关键词:频率抖动;电磁干扰;谐波能量分类号:T N86
文献标识码:B
文章编号:1006-6977(2001)12-0063-02
●电路与设计
图19k Hz 频宽扫描时的准峰值和平均值曲线
采用频率抖动技术减小EMI
1概述
由于采用脉宽调制(PWM )控制方式的开关电
源的开关频率不断提高,使其高频开关波形中的大量谐波成分通过传输线和空间电磁场向外传播,从而造成了不可忽视的传导和辐射干扰问题。
随着通讯及控制技术的发展,各种高频数字电路对开关电源电磁兼容性(EM C )的要求更加严格,如何减小电磁干扰(EMI )成为开关电源设计中的一个难点。
与常用的抗干扰技术相比,频率抖动技术(Fre q uenc y Jitter )是一种从分散谐波干扰能量着手解决EMI 问题的新方法。
频率抖动技术是指开关电源的工作频率并非固定不变,而是周期性地变化来减小电磁干扰的一种方法。
以下以T OPG X 功率集成芯片为例,结合电磁干扰的产生机理和测量方法来说明频率抖动技术的工作原理及作用。
2频率抖动技术
T OPG X 系列芯片是一种内含PWM 控制电路和
M OSFET 的功率芯片,工作频率为132kH z ,可周期性
地以132kH z 为中心频率上下变动4kH z 。
能在4ms 周期(频率为250H z )内完成一次从128kH z 至136kH z 之间的频率抖动。
笔者在采用相同的外围电路和初级峰值电流的情况下,对应用频率抖动技术和未采用频率抖动技术的电源准峰值(QP )和平均值(AV )进行了比较,结果发现,未采用频率抖动技术时,各次谐波较窄而
且离散,幅值在谐波频率处较高;而采用频率抖动技术时的谐波幅值明显降低,并且变得平滑,高次谐波接近连续响应。
可以明显看出减小EMI 的效果十分显著。
为了分析频率抖动技术的工作原理,下面先解释一下EMI 的测试标准及测量原理。
2.1电磁干扰测试标准及原理
目前,国际无线电干扰特别委员会(CISPR )为美国联邦通信委员会(FCC )分别制定的CISPR22和FCC 标准已分别在欧洲和北美使用。
欧洲的EN 55022标准等同于CISPR22标准。
A 级为工业级,B 级为民用级,B 级标准比A 级标准严格。
其中150k Hz ～30M Hz 为传导测量范围,30M Hz ～1GHz 为辐射测量范围。
测量电磁干扰的原理是用干扰分析仪将噪声信号中的频率分量以一定的通频带选择出来,并予以显示和记录,当连续改变设定频率时就能得到噪声信号的频谱。
干扰分析仪以9k Hz 频宽扫描整个频
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-64-《国外电子元器件》2001年第12期2001年12月
图4噪声衰减与开关谐波的关系曲线
带,测量出噪声信号的准峰值和平均值,图1所示是
9kH z扫描时的准峰值和平均值曲线。
2.2频率抖动技术工作原理
对噪声信号进行谐波分析,可得出谐波波形中各
次谐波的幅值和相角。
在电磁兼容性技术中,人们所
关心的只是将噪声幅值限制在规定的限度内。
各次谐
波幅值随频率的分布称为幅密度频谱。
在频率f1处,
频带宽为Δf的谐波幅度为F(f1)Δf,如图2所示。
周期干扰信号的频谱为离散型,各谱线高度为
二次谐波、三次谐波……的幅值,谱线间的距离为基
波频率的整数倍。
采用频率抖动技术后,基波频率
变化幅值为±4kH z,二次
谐波为±8kH z……,n次
谐波为±4nkH z(如图3所
示)。
因此可以看出:谐波
次数越高,频率分散越
大。
这样,噪声谐波频率
的分散使各次谐波在f1处
能量的叠加降低,从而使
噪声能量得以分散和减
小,这样,就在整个频带上
保证了幅值裕量,满足了
电磁兼容性的要求。
采用频率抖动技术
后,其噪声信号的准峰值(QP)随频率增加的变动不
大,约下降2dB,而噪声信号的平均值(AV)则随着频
率的增加而下降得十分明显。
所以频率抖动技术在
高频段效果更为显著,图4给出了噪声衰减与开关
谐波的关系曲线。
另外,需要指出的是:实现频率抖
动技术需要为PWM发生器中的振荡器设置频率调
整环节。
3频率抖动技术与其它方法的比较
频率抖动技术较之于其它方法具有更突出的优
点。
由于形成开关电源电磁干扰的三个条件是干扰
源、耦合途径和受扰设备。
因此常用的抑制电磁干
扰方法有以下几种:
(1)采用滤波元件,如共模电感、X1和Y1电容,
X1电容用于输入线间滤波,Y1电容在电路发生故障
时只会断路而不会短路,因此常用于初次级电路;
(2)在变压器内部加屏蔽绕组,外包屏蔽铜带,
并将磁芯接地;
(3)在高频开关(M OSFET和次级整流二极管)
上加Snubber电路,以减小d v/d t和d i/d t;
(4)通过完善PC B设计来减小高频电流回路的
面积,对高频元件采用K elvin接法等。
这些方法可以有效地抑制电磁干扰,但每种方法
都有其局限性,采用共模电感、X1和Y1电容的方法
将受到体积、成本的制约;变压器抗干扰技术要增加
变压器的绕制难度,绝缘也要十分小心;高频开关上
加Snubber电路会降低电源的效率,并增加高频开关
的损耗;而PC B设计需要丰富的经验,并要考虑到方
便产品制造(如机插元件要求水平布置等)。
相比之
下,频率抖动技术采用功率半导体集成芯片的内部电
路来改善EMI,高效且可靠,使用中不依靠电源设计
人员的经验,无需增加体积并能节省外围元件的成
本,也不会对电源的效率带来任何负面影响,更不会
给电源产品的制造增加任何不便。
4总结
频率抖动技术是一种通过改善控制技术来优化
性能的新方法,该方法首先在高频数字电路中开始
使用,现在已被集成开关电源芯片所采用而大量应
用于小功率开关电源产品中,从而为抑制开关电源
的电磁干扰提供了一种新的思路。
收稿日期:2001-04-30
咨询编号:011222图2f1处的谐波
图3多次谐波示意图
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