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Geringe Störemissionen

Ruhe jetzt!

9. Mai 2022, 14:35 Uhr | Von Keith Szolusha, Applications Director, und Kevin Thai, Applications Engineer, beide bei Analog Devices

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Geregeltes Schalten ist effektiv

Monolithische Schaltwandler (mit integriertem Schalter) sind bei der Emissionsreduzierung recht effektiv, wenn sie zusammen mit SSFM, 2-MHz-Grundschaltfrequenz, einem ausgezeichneten Leiterplattenlayout und gut geregeltem Schaltverhalten eingesetzt werden. Wenn alles gut gemacht wird, sind die extremen Vorteile der Silent-Switcher-Architektur vielleicht nicht notwendig. Die LT3950 und LT8334 arbeiten mit SSFM, ein gängiges Merkmal von Schaltreglern mit geringer EMI. Es gibt verschiedene Varianten von SSFM, aber in allen Fällen geht es darum, die Emissionsenergie zu verteilen und die Spitzen- und Durchschnittsemissionen unter die vorgeschriebenen Grenzwerte zu senken. Ein Ziel einer Schaltfrequenz von 2 MHz besteht darin, die Grundschaltfrequenz oberhalb des Mittelwellenbands (530 kHz bis 1,8 MHz) zu platzieren, sodass die Störemissionen der Grundschwingung selbst und alle ihrer Oberschwingungen den Radioempfang nicht beeinträchtigen. Wenn auf das Mittelwellenband keine Rücksicht genommen werden muss, kann ohne Bedenken eine niedrigere Schaltfrequenz verwendet werden.

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Unabhängig von der Schaltfrequenz sollten der interne Schalter und der Treiber sorgfältig entworfen werden, um unerwünschte Verhaltensweisen zu vermeiden, die zu einem verschlechterten EMI-Verhalten in Schaltwandlern führen. Ultraschnelle Schaltwellenformen mit Vor- und Nachschwingen können unerwünschte Emissionen im Bereich von 100 bis 400 MHz verursachen, was sich bei Messungen der strahlungsgebundenen Emissionen am deutlichsten bemerkbar machen kann. Ein geregelter Leistungsschalter verschiebt hohe Spannungen und Ströme mit einer etwas geringeren Geschwindigkeit nach oben und unten, als möglich wäre. Die Schaltgeschwindigkeit von 2 V/ns und das fehlende Vor- und Nachschwingen in Bild 4b sind ein hervorragendes Beispiel für dieses geregelte Schalten in einem monolithischen Wandler; die Emissionsergebnisse (Bild 5 bis Bild 7) sprechen für sich. Üblicherweise treibt bei monolithischen Schaltreglern die Schaltgeschwindigkeit die maximale Leistung in die Höhe und reduziert die Wärmeabgabe. Bei sorgfältigem Design kann weniger jedoch mehr sein.