高层访谈

TI | 电源管理:从源头解决EMI问题

2025China.cn   2021年09月16日

在汽车领域,电子系统互联程度已经变得越来越高,同样的,复杂的系统所带来的就是组件限制使得能源消耗,优秀的电源管理系统能够将电池寿命延长两倍或三倍,随着高级驾驶辅助系统(ADAS)、汽车信息娱乐系统与仪表组中电子元件的增加,电源管理、降低EMI也已经成为了趋势。日前,笔者采访了德州仪器(TI)宽输入电压及降压开关稳压器、产品线经理Ganesh Srinivasan,以及德州仪器(TI)技术委员会杰出委员,Kilby实验室电源、隔离、电机设计经理Yogesh Ramadas就电源话题“低电磁干扰”和“电源管理”方面的创新和优化等问题,做出了解答。


德州仪器(TI)宽输入电压及降压开关稳压器、产品线经理Ganesh Srinivasan


德州仪器(TI)技术委员会杰出委员,Kilby实验室电源、隔离、电机设计经理Yogesh Ramadass

电源管理的前沿趋势

电源管理已经成为了一种前沿趋势,在大力推广可持续发展与节能的当下,原有的电源管理已经不能很好的满足激增的需求,电源管理也已经成为无数场景的刚需,其中的汽车与工业则是重中之重。TI在汽车领域内的创新主要涵盖以下四个方面,包括先进的驾驶辅助系统,娱乐系统,混合动力、电动和动力总成系统,以及车身电子元件与照明系统。而TI对电源的创新不局限于为汽车客户带去更易用的产品,也能为工业应用带去革新与便利,如工厂自动化,电机驱动及控制,楼宇自动化,电网基础设施以及电力输送等等。

而在具体的电源设计过程中,工程师往往面临着如何在降低EMI的同时缩小方案体积的挑战。为此,TI推出了一系列满足特定场景需求的产品与解决方案,如具有集成式EMI滤波器(AEF)和双随机展频(DRSS)技术的直流/直流控制器LM25149LM25149-Q1,集成了旁路电容的LMQ61460,助力工程师开发更紧凑的电源解决方案的控制器TPS25850-Q1,以及隔离的500mW的隔离电源方案UCC12050等等。

从源头上降低EMI

EMI是一种电磁能量,是开关电流和电压的不良副产物,它来自多种物理现象,可在严格的EMI测试中呈现出来。

降低EMI在电源管理中是很重要的一个因素,根据受影响的频段不同,EMI问题也不尽相同。想要有效解决EMI问题,TI采用了一套综合方案,采用独特的IC设计和封装技术,根据特定频段解决EMI的关节来源。这有助于避免在其他频段上使用不佳或无效的一刀切的解决方案。此外,想要从源头解决问题,设计过程中也必须拥有良好的仿真和建模方法来预测EMITI独特的EMI建模工具能够帮助工程师设计出高效率密度的电源管理方案。

降低电源中的EMI是一项严峻的设计挑战,今年4,TI发布了同步直流/直流控制器,该控制器就能使工程师将外部EMI滤波器的面积减半,在多个频带上将电源设计的传导EMI降低多达55dBμV,或者同时缩减滤波器尺寸和降低EMI。该控制器通过实现交错式双相操作以及集成自举二极管、环路补偿和输出电压反馈元件,进一步提高了功率密度。做到了在满足缩小外部EMI滤波器的同时,提高设计的功率密度。

降低EMI的创新技术优势

我们知道,EMI的频率范围很宽,通常是150KHz30MHz,汽车应用则高达108Mhz。对于DRSS,它能改善的频段回事比较高频的频段,从10MHz往上。对于AEF来说它更多改善的是从150KHz10MHz这个低频段的EMI干扰。通过结合DRSSAEF两种创新技术,TI能够在整个频段上降低所有频段的EMI干扰,从而更容易地通过EMI的测试。

除此之外,TI通过半导体技术、半导体工艺、封装技术方面的创新和实用的在线工具,能够为设计师提供更加强大的圣体,从而使工程师在设计线路或电源时更加容易快捷地生产或研发他们的产品。

结语

汽车电子应用的快速发展为电源转换器的设计带来了巨大的压力,但在当今全球的芯片供应都不是很充足的情况下,电子设备或电子系统所需要的电源管理就更加让人青睐。TI在尝试不断的突破电源限制中,推动了电源的进一步发展。

(转载)

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