由于采用脈寬調(diào)制(PWM)控制方式的開關(guān)電源的開關(guān)頻率不斷提高，使其高頻開關(guān)波形中的大量諧波成分通過傳輸線和空間電磁場(chǎng)向外傳播，從而造成了不可忽視的傳導(dǎo)和輻射干擾問題。

隨著通訊及控制技術(shù)的發(fā)展，各種高頻數(shù)字電路對(duì)開關(guān)電源電磁兼容性(EMC)的要求更加嚴(yán)格，如何減小電磁干擾(EMI)成為開關(guān)電源設(shè)計(jì)中的一個(gè)難點(diǎn)。與常用的抗干擾技術(shù)相比，頻率抖動(dòng)技術(shù)(Frequency Jitter)是一種從分散諧波干擾能量著手解決EMI問題的新方法。

頻率抖動(dòng)技術(shù)是一種通過改善控制技術(shù)來優(yōu)化性能的新方法,該方法首先在高頻數(shù)字電路中開始使用，現(xiàn)在已被集成開關(guān)電源芯片所采用而大量應(yīng)用于小功率開關(guān)電源產(chǎn)品中，從而為抑制開關(guān)電源的電磁干擾提供了一種新的思路。

頻率抖動(dòng)技術(shù)是指開關(guān)電源的工作頻率并非固定不變，而是周期性地變化來減小電磁干擾的一種方法。以下以TOPGX功率集成芯片為例，結(jié)合電磁干擾的產(chǎn)生機(jī)理和測(cè)量方法來說明頻率抖動(dòng)技術(shù)的工作原理及作用。

從字面上來理解也就是開關(guān)頻率在一定范圍內(nèi)進(jìn)行波動(dòng)，也就是說是在一定范圍內(nèi)的變頻，在工程上，將這種能夠有效降低開關(guān)電源EMI的技術(shù)稱之為抖頻又稱之為展頻。

這個(gè)技術(shù)是用來做什么的呢？

簡(jiǎn)單來說，就是為了降低電源電路的電磁干擾，以提高開關(guān)電源的工作可靠性。常使用降低EMI的方式有：（1）從硬件方向：濾波，減小寄生參數(shù)等。（2）從軟件的方向：調(diào)制策略，軟件濾波等。

具體來說：一般在EMI測(cè)試結(jié)果中可以發(fā)現(xiàn)，開關(guān)電源在開關(guān)時(shí)刻通常容易超過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發(fā)新的 EMI技術(shù)：如何通過各種方式降低開關(guān)時(shí)刻的EMI發(fā)射能量，將對(duì)應(yīng)的能量移到具有 EMI 發(fā)射裕量的那些頻段上去(稱為“頻譜搬移”)。與傳統(tǒng)的抑制電磁干擾的措施較難消除。

從下圖頻譜圖可以看出，通過諧波分析可以得到，諧波集中在開關(guān)頻率及其倍頻處，在開關(guān)頻率及其倍頻處（conventional clock）頻譜中諧波幅值已經(jīng)超過一般限制（regulatory limit），無法達(dá)到生產(chǎn)以及使用標(biāo)準(zhǔn)，抖頻技術(shù)就是使開關(guān)頻率在固定頻率的附近波動(dòng)（conventional clock），從而將固定頻率（conventional clock）諧波的幅值拉低，擴(kuò)展到波動(dòng)范圍的頻譜中，從而讓諧波噪聲滿足一般標(biāo)準(zhǔn)（改變頻率不改變能量，能量從一個(gè)個(gè)離散的頻率點(diǎn)分布到了一個(gè)連續(xù)的區(qū)間，從而拉低了固定單點(diǎn)頻率（conventional clock）的幅值）。

下圖是開關(guān)電源常使用的頻率線性變化范圍，為固定頻率2.2MHz的+/-10%，這個(gè)范圍也是抖頻中常使用的范圍。

用CST來看下抖頻技術(shù)為什么可以降低EMI，使用本人寫的腳本生成抖頻信號(hào)

如果有對(duì)這個(gè)腳本感興趣的可以私信我

我們對(duì)比下抖頻信號(hào)和固定方波信號(hào)驅(qū)動(dòng)MOSFET的Vds信號(hào)頻譜，簡(jiǎn)單的進(jìn)行傅里葉變換。送色是抖頻信號(hào)，綠色是PWM信號(hào)。

總結(jié)

一般來說，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(nèi),從而使得頻譜在一些頻段內(nèi)趨于連續(xù),所以EMI測(cè)試曲線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，從上面 EMI傳導(dǎo)輻射測(cè)試曲線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。

內(nèi)容、圖片來源：CST電磁兼容性仿真公眾號(hào)，侵刪）

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