【導讀】工程師在設計電源系統時(shí)面臨的一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題是如何選擇DC/DC轉換器：線(xiàn)性還是開(kāi)關(guān)轉換器？一般而言，開(kāi)關(guān)電源（SMPS）相比線(xiàn)性穩壓器，效率要高得多，也更加優(yōu)越。但是，EMI性能卻相差很多。
工程師在設計電源系統時(shí)面臨的一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題是如何選擇DC/DC轉換器：線(xiàn)性還是開(kāi)關(guān)轉換器？一般而言，開(kāi)關(guān)電源（SMPS）相比線(xiàn)性穩壓器，效率要高得多，也更加優(yōu)越。但是，EMI性能卻相差很多。
線(xiàn)性與開(kāi)關(guān)對比圖，來(lái)自Advanced Conversion Technology
TI正致力于創(chuàng )建可提供兩全其美的解決方案——高效和最小的EMI。
開(kāi)關(guān)電源是工程折衷的典型例子，在這種情況下，高效運行會(huì )帶來(lái)額外的EMI問(wèn)題。
開(kāi)關(guān)電源通過(guò)打開(kāi)和關(guān)閉半導體開(kāi)關(guān)來(lái)工作，利用電感器的瞬態(tài)行為進(jìn)行升壓或降壓。雖然開(kāi)關(guān)過(guò)程產(chǎn)生了高效率，但這也是直接導致EMI問(wèn)題。
開(kāi)關(guān)電源降壓轉換器的示例。圖片由Components101提供
理想情況下，開(kāi)關(guān)在斷開(kāi)時(shí)將具有無(wú)限阻抗，在閉合時(shí)將具有零阻抗。這種完美的切換將允許這兩個(gè)狀態(tài)之間的瞬時(shí)變化。
不幸的是，現實(shí)世界中的交換會(huì )隨著(zhù)狀態(tài)的變化而經(jīng)歷上升和下降的時(shí)間。這些過(guò)渡會(huì )引起開(kāi)關(guān)電源的EMI，其中電流的非線(xiàn)性尖峰會(huì )導致高頻SMPS波形上的諧波分量。產(chǎn)生的電壓尖峰會(huì )導致EMI和RFI超過(guò)100 MHz。
集成有源EMI濾波器
通常，設計人員為減輕開(kāi)關(guān)電源中EMI的影響而采取的措施是使用EMI濾波器，該濾波器通常位于開(kāi)關(guān)電源的外部。
日前，TI發(fā)布了一個(gè)新的同步DC / DC降壓控制器系列，該系列據稱(chēng)是業(yè)界首款集成有源EMI濾波器的DC/DC降壓控制器。
集成濾波器可將電路板的整體尺寸減小多達50％。圖片由德州儀器（TI）提供
該新系列名稱(chēng)為L(cháng)M25149-Q1，它采用有源EMI濾波器和雙隨機擴頻技術(shù)，可在多個(gè)頻段上實(shí)現55 dBuV的傳導EMI降低。通過(guò)集成濾波器，設計工程師可以減小外部EMI濾波器的尺寸。根據TI的說(shuō)法，這可使工程師將總面積減少50％。
降壓轉換器利用帶有感應和注入電容器的有源EMI濾波器，以及用于補償的組件。圖片由德州儀器（TI）提供
該公告中發(fā)布的另一款器件是LMQ61460，該器件通過(guò)集成內部旁路電容器來(lái)降低非集成解決方案中的寄生電感，從而降低了EMI。 LMQ61460在3–36 V之間工作，最高可承受42 V的浪涌保護。與LM25149-Q1一樣，該IC還采用偽隨機擴頻技術(shù)，可將任何給定頻段的峰值EMI降至最低。
無(wú)需權衡EMI及高效率
隨著(zhù)更多領(lǐng)域的電氣化，至關(guān)重要的是要考慮整個(gè)設計的權衡取舍，以實(shí)現最佳的電氣系統。TI試圖通過(guò)創(chuàng )建集成的開(kāi)關(guān)電源解決方案來(lái)做到這一點(diǎn)，從而將EMI的影響降至最低，使諸如EV之類(lèi)的應用可以受益于高效率而無(wú)需擔心EMI。
（來(lái)源：TI）
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