JAJA708 September   2020 TPS55288 , TPS55288-Q1 , TPS552882 , TPS552882-Q1

 

  1.   リファレンス
  2.   商標
  3. 1概要
  4. 2設計プロセス
    1. 2.1 放射理論
    2. 2.2 昇降圧コンバータにおける広帯域 EMI の根本原因
    3. 2.3 TPS55288 昇降圧コンバータで低 EMI を実現する方法
      1. 2.3.1 クリティカル・ループの下にグランド・プレーンを追加する
      2. 2.3.2 対称型のレイアウト構成を使用する
      3. 2.3.3 周波数ディザリング機能を使用する
      4. 2.3.4 スイッチング・ノードに RC スナバを追加する
      5. 2.3.5 入力側と出力側にフィルタを追加する
  5. 3回路図とテスト結果
    1. 3.1 テスト結果
  6. 4まとめ
  7. 5関連資料

周波数ディザリング機能を使用する

これまでに述べてきた各種の方法で EMI の発生を低減してもノイズを十分に抑制できず、必要な EMI テストに失敗した場合、ノイズをさらに低減するために追加のフィルタリングとシールドが必要になります。しかし、EMI のフィルタリングとシールドを行うソリューションは一般に、回路のコスト、サイズ、重量が大幅に増加します。特に、厳格な CISPR25 レベル 5 制限に合格する必要のある車載アプリケーションでは、この問題が顕著になります。一部の電子制御ユニット (ECU) では、フィルタリングとシールドのソリューションが総コストの大きな割合を占めます。拡散スペクトラム・ディザリングを適用すると、単純でコスト効果の高いソリューションで平均程度の EMI ノイズ低減を行えます。

周波数ディザリングの目的は、スイッチング周波数 fs の整数倍の周波数に集中している高調波を、広いブランド・ノイズに拡散することです。図 8 の波形を参照してください。EMI ノイズは、スイッチング周波数を基準として定期的に発生します。放射は、スイッチング周波数とその n 次高調波に集中します。周波数ディザリングを使用すると、基本周波数は fs-Δf から fs+Δf に変化し、n 次高調波は nx(fs-Δf) から nx(fs+Δf) までに拡散されます。したがって、基本周波数の繰り返しは減少するため、測定された疑似ピークと平均ノイズのレベルが低下し、サイドバンド周波数の関係でノイズ・スペクトルが広く拡散されます。

GUID-20200826-CA0I-F725-K67C-FTXCSF6GSZ27-low.png図 2-8 周波数ディザリングの利点

周波数ディザリングありとなしの波形の比較を、図 2-9 に示します。周波数ディザリングなしでは、平均ノイズ・レベルは制限値より 2dB 高くなります。周波数ディザリングありでは、前に分析したようにノイズ形状が広帯域のノイズ・スペクトルに変化し、平均ノイズ・レベルは制限値よりはるかに低くなります。

GUID-20200826-CA0I-J6T0-FQFL-Z8ZBJZNC5RKQ-low.png図 2-9 周波数ディザリングによる伝導 EMI の変化