基于ST VIPerPlus Low EMI 的豆浆机辅助电源方案(以VIPer17为例,对比Viper12)

一:项目背景:
家电客户使用VIPer12做的6W辅助电源在EMI的传导测试中,低频段超标需要整改。
因成本和PCB空间原因不能加前端EMI滤波电感。需要采用VIPerPlus的频率抖动特性解决问题。
 
二:频率抖动基本原理
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。因此人们又从另一角度开发新的EMC 技术院如何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(称为“频谱搬移”)。与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相比,频率抖动(jitter frequency)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题,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,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。

三:以客户用VIPer12做的6W辅助电源EMI传导整改为例
此电源因体积要求,不能加前端EMI电感,测得L线传导结果如下图1


图1中可知:在681kHz上QP和CA值超标
整改1:将开关电源初级地和次级地连接的CY1电容(0.22uf)加大到0.66uf,结果如图2



图2可以看出,余量只有1.2db,还是需要改进
整改2:让客户重新Layout一版,其他器件都不变,将Viper12替换成Viper17,增加频率抖动功能,测试如图3


如图3,QP和CA值有7db的余量,符合要求。传导测试通过。

再以开关电源N线的传导测试,用Viper12和Viper17的测试对比如图4-图5


图4所示,CA超标,QP和CA余量不足
但改成Viper·17后,测试通过,余量充足,如图5


四:结语
一般来说,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,从上面EMI传导辐射测试曲线比较中可以明显看出,采用抖频技术减小EMI的效果很明显。如图4和图5对比

与传统的抑制EMI 的方法相比,频率抖动技术采用功率半导体集成芯片内部电路来改善EMI,可以考虑用体积小的滤波器,并能节省外围元器件的成本,不依赖设计人员经验,如今这种集成技术思想已经成为使开关电源EMI 降低的新思路和发展趋势。

►场景应用图

►产品实体图

►展示板照片

►方案方块图

►核心技术优势

1,集成高压800V的功率部分, 2,PWM控制,两级过流保护,过压保护和过负载保护,以及滞后热保护, 3,软起动和故障条件消除后自动重起功能. 4,采用突发模式工作,消耗非常低电流,有助于满足待机时节能指标 5,低EMI频率抖动

►方案规格

1、输入电压85-265V 2、输出12V,6W,典型效率83%,满足家电控制板电流需求 3、在265V条件下,实现待机功耗≤30mW 4、两级过流保护,过压保护和过负载保护,以及滞后热保护,提高了系统可靠性

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