車用開關(guān)電源的開關(guān)頻率定多高才不影響EMC？

作者：時(shí)間：2024-10-25 來源：Digikey

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文章概述

本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/202410/464024.htm

本文探討了汽車電力應(yīng)用中開關(guān)電源的開關(guān)頻率如何確定，以及高開關(guān)頻率對電磁兼容性（EMC）的影響。文章分析了不同應(yīng)用場景下EMC標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)。

汽車電力應(yīng)用中的開關(guān)頻率選擇

汽車電力應(yīng)用中，開關(guān)電源的開關(guān)頻率是怎么確定的？如果頻率高了，是否不容易通過EMC標(biāo)準(zhǔn)？

首先這個(gè)需要考慮應(yīng)用場景，不同的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)τ贓MC的要求不一樣的。

在汽車領(lǐng)域，電磁兼容性（EMC）的常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)是 CISPR 25 ，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了不同頻段下的EMC性能指標(biāo)。目前，汽車電子系統(tǒng)中常用的開關(guān)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?yàn)楦唛_關(guān)頻率難以通過EMC測試，而是基于特定的應(yīng)用需求。

例如，在雷達(dá)應(yīng)用中，人們更傾向于使用8MHz的開關(guān)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(guān)頻率對雷達(dá)采樣噪聲的影響。因此，在考慮EMC的時(shí)候，需要對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行評估。

如果是單個(gè)電源，其實(shí)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(gè)電源，它會在相同的開關(guān)頻率上去疊加這個(gè)能量，這會導(dǎo)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(jìn)行微調(diào)，例如將一個(gè)電源的開關(guān)頻率設(shè)置為380kHz，而另一個(gè)設(shè)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(guān)頻率越高越不容易通過EMC測試，關(guān)鍵在于整個(gè)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(biāo)準(zhǔn)可能對開關(guān)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(biāo)準(zhǔn)要求特別嚴(yán)格，這時(shí)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(guān)頻率下都能夠滿足EMC標(biāo)準(zhǔn)。這通常需要通過測試和經(jīng)驗(yàn)來解決。在電路板布局（layout）設(shè)計(jì)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(shí)開關(guān)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(shù)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(shí)也減少了外圍走線對EMC性能的影響。