基于ST VIPerPlus Low EMI 的豆漿機輔助電源方案

一：項目背景：

家電客戶(hù)使用VIPer12做的6W輔助電源在EMI的傳導測試中，低頻段超標需要整改。

因成本和PCB空間原因不能加前端EMI濾波電感。需要采用VIPerPlus的頻率抖動(dòng)特性解決問(wèn)題。

二：頻率抖動(dòng)基本原理
開(kāi)關(guān)電源由于較高的dv/dt 和di/dt堯電路中存在的寄生電感和電容使開(kāi)關(guān)電源的電磁干擾噪聲較難消除。一般在EMI測試結果中可以發(fā)現，開(kāi)關(guān)電源在開(kāi)關(guān)時(shí)刻通常容易超過(guò)EMI 限值，而在其它頻率點(diǎn)上卻往往具有較大的裕量。因此人們又從另一角度開(kāi)發(fā)新的EMC 技術(shù)院如何通過(guò)各種方式降低開(kāi)關(guān)時(shí)刻的EMI 發(fā)射能量，將對應的能量移到具有EMI發(fā)射裕量的那些頻段上去（稱(chēng)為“頻譜搬移”）。與傳統的抑制電磁干擾的措施如減小漏感和分布電容，或者是增加一些濾波器件等技術(shù)相比，頻率抖動(dòng)（jitter frequency）技術(shù)不是從減少分布參數這種極難的工藝角度解決電磁兼容問(wèn)題，也不是采用濾波這樣的使干擾旁路的方式，而是從EMI 測試儀器測試的原理出發(fā)，使集中的頻譜能量分散化的角度來(lái)實(shí)現“頻譜搬移”，滿(mǎn)足EMC 容限要求，以解決EMC 問(wèn)題的。
三：以客戶(hù)用VIPer12做的6W輔助電源EMI傳導整改為例
此電源因體積要求，不能加前端EMI電感，測得L線(xiàn)傳導結果如下圖1

本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/202302/443129.htm
圖1中可知：在681kHz上QP和CA值超標
整改1：將開(kāi)關(guān)電源初級地和次級地連接的CY1電容（0.22uf）加大到0.66uf,結果如圖2



圖2可以看出，余量只有1.2db,還是需要改進(jìn)
整改2：讓客戶(hù)重新Layout一版，其他器件都不變，將Viper12替換成Viper17,增加頻率抖動(dòng)功能，測試如圖3


如圖3，QP和CA值有7db的余量，符合要求。傳導測試通過(guò)。

再以開(kāi)關(guān)電源N線(xiàn)的傳導測試，用Viper12和Viper17的測試對比如圖4-圖5


圖4所示，CA超標，QP和CA余量不足
但改成Viper·17后，測試通過(guò)，余量充足，如圖5


四：結語(yǔ)
一般來(lái)說(shuō)，采用抖頻技術(shù)時(shí)，由于將離散的頻譜分布在一定的頻帶內，從而使得頻譜在一些頻段內趨于連續，所以EMI 測試曲線(xiàn)在高頻段幅值低并且變得光滑，從而輻射即使要求6dB 的工程裕量也很容易通過(guò)，從上面EMI傳導輻射測試曲線(xiàn)比較中可以明顯看出，采用抖頻技術(shù)減小EMI的效果很明顯。如圖4和圖5對比

與傳統的抑制EMI 的方法相比，頻率抖動(dòng)技術(shù)采用功率半導體集成芯片內部電路來(lái)改善EMI，可以考慮用體積小的濾波器，并能節省外圍元器件的成本，不依賴(lài)設計人員經(jīng)驗，如今這種集成技術(shù)思想已經(jīng)成為使開(kāi)關(guān)電源EMI 降低的新思路和發(fā)展趨勢。