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PI芯片采用频率抖动的特点及优势

       PI的很多芯片是一种内含PWM控制电路和MOSFET的功率芯片,工作频率为132kHz,可周期性地以132kHz为中心频率上下变动4kHz。能在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。芯片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,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。       

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(MOSFET和次级整流二极管)上加Snubber电路,以减小 dV/dt和 dI/dt;       

4.通过完善PCB设计来减小高频电流回路的面积,对高频元件采用Kelvin接法等。   

采用上面这些方法也可以有效地抑制电磁干扰,但每种方法都有其局限性,PI公司的频率抖动技术相对于其他EMI设计方法的优势还是比较明显的,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

下图波形显示了频率抖动状态。

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JacobL
LV.4
2
2022-08-05 10:32

这个能减少多少个dB

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dbg_ux
LV.9
3
2022-08-08 15:17

与传统的抑制EMI 的方法相比,采用频率抖动可以考虑用体积小的滤波器,并能节省外围元器件的成本。

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飞翔2004
LV.10
4
2022-08-08 16:30

频率抖动基本原理是开关电源由于较高的dv/dt 和di/dt尧电路中存在的寄生电感和电容使开关电源的电磁干扰噪声较难消除。

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trllgh
LV.9
5
2022-08-08 17:11
@飞翔2004
频率抖动基本原理是开关电源由于较高的dv/dt和di/dt尧电路中存在的寄生电感和电容使开关电源的电磁干扰噪声较难消除。

一般在EMI测试结果中可以发现,开关电源在开关时刻通常容易超过EMI 限值,而在其它频率点上却往往具有较大的裕量。

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2022-08-08 17:43
@trllgh
一般在EMI测试结果中可以发现,开关电源在开关时刻通常容易超过EMI限值,而在其它频率点上却往往具有较大的裕量。

可以想办法通过各种方式降低开关时刻的EMI 发射能量,将对应的能量移到具有EMI发射裕量的那些频段上去。

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fengxbj
LV.8
7
2022-08-09 14:33
@dbg_ux
与传统的抑制EMI的方法相比,采用频率抖动可以考虑用体积小的滤波器,并能节省外围元器件的成本。

这个频率抖动技术有效吸收MOSFET的开关引起的尖峰脉冲电压。

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fengxbj
LV.8
8
2022-08-09 14:35
@飞翔2004
频率抖动基本原理是开关电源由于较高的dv/dt和di/dt尧电路中存在的寄生电感和电容使开关电源的电磁干扰噪声较难消除。

比如说能在频率为250Hz的周期内,完成一次从128 kHz至136 kHz之间的频率抖动

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ehi763
LV.6
9
2022-08-09 17:47
@大海的儿子
可以想办法通过各种方式降低开关时刻的EMI发射能量,将对应的能量移到具有EMI发射裕量的那些频段上去。

传统的抑制电磁干扰的措施如减小漏感和分布电容,或者是增加一些滤波器件等技术。

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spowergg
LV.10
10
2022-08-09 17:56
@dbg_ux
与传统的抑制EMI的方法相比,采用频率抖动可以考虑用体积小的滤波器,并能节省外围元器件的成本。

采用抖频技术时,由于将离散的频谱分布在一定的频带内,从而使得频谱在一些频段内趋于连续

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dywAdmin888
LV.1
11
2022-08-12 11:56

PI的频率抖动与EMI设计方法的优势具体有哪些,节约的元器件有哪些,能列举几个吗

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svs101
LV.8
12
2022-08-15 15:41
@飞翔2004
频率抖动基本原理是开关电源由于较高的dv/dt和di/dt尧电路中存在的寄生电感和电容使开关电源的电磁干扰噪声较难消除。

频率抖动技术分散谐波干扰能量,电源工作频率不固定,周期改变。

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svs101
LV.8
13
2022-08-15 15:41
@JacobL
这个能减少多少个dB

这的实际测试验证吧,不同的参数效果差异还是比较明显。

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dbg_ux
LV.9
14
2022-08-15 18:11
@svs101
这的实际测试验证吧,不同的参数效果差异还是比较明显。

是的,采用共模电感及X1和Y1电容的方法将受到体积、成本的制约。

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飞翔2004
LV.10
15
2022-08-15 18:40
@ehi763
传统的抑制电磁干扰的措施如减小漏感和分布电容,或者是增加一些滤波器件等技术。

频率抖动技术不是从减少分布参数这种极难的工艺角度解决电磁兼容问。

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trllgh
LV.9
16
2022-08-15 18:52
@spowergg
采用抖频技术时,由于将离散的频谱分布在一定的频带内,从而使得频谱在一些频段内趋于连续

所以EMI 测试曲线在高频段幅值低并且变得光滑,从而辐射即使要求6dB 的工程裕量也很容易通过

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2022-08-15 19:01
@dbg_ux
是的,采用共模电感及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。

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ehi763
LV.6
18
2022-08-16 18:57
@飞翔2004
频率抖动技术不是从减少分布参数这种极难的工艺角度解决电磁兼容问。

主要是使集中的频谱能量分散化的角度来实现“频谱搬移”,满足EMC 容限要求,以解决EMC 问题的。

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spowergg
LV.10
19
2022-08-16 19:04
@大海的儿子
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。

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trllgh
LV.9
20
2022-08-18 17:56
@ehi763
主要是使集中的频谱能量分散化的角度来实现“频谱搬移”,满足EMC容限要求,以解决EMC问题的。

也不是采用滤波这样的使干扰旁路的方式,而是从EMI 测试仪器测试的原理出发。

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2022-08-18 18:08
@trllgh
所以EMI测试曲线在高频段幅值低并且变得光滑,从而辐射即使要求6dB的工程裕量也很容易通过

因成本和PCB空间原因不能加前端EMI滤波电感。需要采用频率抖动特性解决问题。

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dy-mb2U9pBf
LV.8
22
2022-09-26 22:08

pi的芯片在电磁兼容方面做得很不错,这方面有需要的小伙伴在选型时可以考虑一下,谢谢。

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2022-09-27 14:40

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,但是不会有其他问题吗,比如磁性元件啸叫

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liweicheng
LV.7
24
2022-09-27 20:17

高频元件采用Kelvin接法,啥意思呢

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liweicheng
LV.7
25
2022-09-27 23:01

频率抖动技术如何设计的?如何实现CE达标的?

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鲁珀特
LV.4
26
2022-10-26 14:12

频率抖动能极大的降低外围电路的设计。

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pangxl
LV.2
27
2023-01-26 20:57

调频技术,是通过怎样的反馈方式实现?一直没有明白是怎么弄的,做过一款镇流器,输出功率恒定控制反倒是通过固定占空比 调整频率来实现的

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ehi763
LV.6
28
2023-04-23 21:03
@dywAdmin888
PI的频率抖动与EMI设计方法的优势具体有哪些,节约的元器件有哪些,能列举几个吗

为了将升压电感尽可能的保持较小,并将开关损耗保持在可控范围内,频率抖动应不超过基本频率的20% 至30%。

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dy-TMelSvc9
LV.8
29
2023-04-23 21:10

信号传输抖动过程中信号传输会呈现怎么样一个变化规律

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dy-StTIVH1p
LV.8
30
2023-04-23 22:28

频率抖动对最终信号输出效率变化有哪些不利影响

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dy-nmLUWFNr
LV.8
31
2023-04-24 06:22

怎么样有效降低频率抖动产生的噪声干扰

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