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TI DC/DC 控制器优化工业/汽车电子电源尺寸与EMI

2021/04/22
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德州仪器(TI)推出同步 DC/DC 降压控制器全新系列,让工程师能缩小电源供应器解决方案的尺寸,同时降低其电磁干扰(EMI)。配备整合式主动 EMI 滤波器(AEF)与双随机展频(DRSS)技术的LM25149-Q1和LM25149,让工程师能将外部EMI滤波器的面积减半、将多个频带中的电源设计传导式EMI降低至55dBµV,实现缩小滤波器尺寸与低EMI的目标。

TI升压与多通道DC/DC 副总裁暨总经理Cecelia Smith指出,透过改善滤波器尺寸和成本,与减少设计时间和複杂性,以降低元件EMI

减少电源供应器的EMI是一项日趋困难的设计挑战,尤其随著先进驾驶辅助系统(ADAS)、车载资讯娱乐系统与丛集、建筑自动化及航太与国防设计中的电子元件与日俱增,更显艰难。为了确保设计符合传导式EMI规格,以往会加大外部被动EMI滤波器的尺寸,导致电源供应器解决方案的整体尺寸也跟著加大。透过整合AEF,LM25149-Q1和LM25149降压控制器让工程师在提升设计的功率密度之际,也能符合EMI标准。

针对EMI的挑战,TI升压与多通道DC/DC 副总裁暨总经理Cecelia Smith指出,透过两种做法,包括:改善滤波器尺寸和成本,减少产生的EMI 所造成的影响;减少设计时间和複杂性,从根本减少源头产生的EMI。滤波器的设计透过创新的展频技术与异相切换;另外,整合式旁路电容器、整合式主动EMI滤波器、超低封装寄生效应等高频电容器整合,将有效降低元件的EMI。

TI低EMI元件于汽车领域的应用范畴

就低EMI设计而言,最严格的业界规定为国际无线电干扰特别委员会(CISPR)25的等级5汽车EMI规格。LM25149-Q1和LM25149降压控制器可缓解多个频带中的传导式EMI,以协助工程师符合前述规定。整合式AEF可协助侦测并减少150kHz至10MHz之低频带中的传导式EMI,相较于未启用AEF的设计,在400kHz的切换频率下,工程师可利用整合式AEF将EMI减弱达50dBµV之多,而若与採用典型被动滤波器的设计相比,则可减弱达20dBµV。在两种设计情境中,DRSS技术皆可协助在低频带与高频带中,进一步缓解5dBµV的EMI。

如需进一步减少EMI,两款降压控制器皆具备与外部时脉进行频率同步化的功能,有助于工程师在易受EMI影响的应用中,缓解不必要的拍频。

TI低EMI元件于工业应用范畴

在切换式电源供应器设计中,维持电源供应器的低EMI以及实现小巧的解决方案尺寸,通常是互相牴触的要求。LM25149-Q1和LM25149降压控制器让工程师能达到具挑战性的EMI标准,并且透过减少被动EMI滤波器的面积与体积,进而缩小解决方案的尺寸。相较于竞争解决方案,在440kHz下,工程师最多可缩减近50%的前端EMI滤波器面积,其体积则可减少超过75%。透过减少被动元件的滤波负担,整合式AEF可缩减其尺寸、体积与成本,让工程师实现最小巧的低EMI电源设计。

透过实现交错式双相位运作,以及整合自举二极体、环路补偿与输出电压补偿元件,LM25149-Q1和LM25149控制器可进一步提升功率密度,进而降低设计複杂度和成本。工程师也可选择使用外部回馈和环路补偿,以进一步优化其设计。

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德州仪器 (TI) 设计和制造模拟、数字信号处理和 DLP 芯片技术,帮助客户开发相关产品。从连接更多人的经济实惠的手机到支持远程学习的教室投影仪到可信度、灵活度和自由度更高的修复器械 - TI 技术均采用了新的理念,产生了更好的解决方案。

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