凡亿专栏 | Buck电源芯片的开关频率为什么经常是400kHz或者2.2MHz?
Buck电源芯片的开关频率为什么经常是400kHz或者2.2MHz?

Buck电源芯片的开关频率为什么经常是400kHz或者2.2MHz?


这个问题,不晓得同学们有没有考虑过,我觉得有必要研究研究。当然分析这个问题的维度可能有多种,今天我们挑一个不一样的维度。


开关频率-五花八门




随手捞起手头的一份规格书,还真是实习生说的那回事,Buck电源芯片的开关频率确实既有400kHz,也有2.2MHz,当然这里说的是一个大概范围,而不单纯是400kHz或2.2MHz频点。


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再多找几份规格书看看,发现不止是这两个,还有其他范围。


TI的LMR16006的开关频率,在700kHz和2.1MHz左右。

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Richtek的RT6363的开关频率,在105kHz、500kHz和2.45MHz左右。

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Silegry的SY8893的开关频率,在1.2MHz左右。

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通过上述截图发现,开关频率好像没什么规律,从一两百kHz到几MHz,都有,范围跨度比较大。


无线电频段和广播波段




有的同学可能会从开关频率大小、效率高低、器件尺寸空间的维度来看这个问题,今天我们换个视角,我们从无线电频段的分布角度来分析这个问题。


根据无线电频谱的划分和命名,我们可以看到包括长波、中波、短波等在内的14个频段,每个频段对应一种波段名称及波长范围。


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我们再看下广播和电视所占用的频段(下图为部分,未完全列出),AM调幅广播,FM调频广播还有TV等。


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上图中的“LW”表示Long Wave,长波,处于无线电频谱中的低频(LF)带内。同理,“MW”表示Medium Wave,中波,处于中频(MF)带内。“SW”表示Short Wave,短波,处于高频(HF)带内。咱们所收听的AM调幅广播(Amplitude Modulation)就是处于这些个频段内。


上图中的“FM”表示Frequency Modulation,调频,米波,处于甚高频(VHF)带内。我们常说的调频FM广播就指的的这个频段。


CISPR25标准


CISPR25,无线电干扰特别委员会针对汽车及零部件制定的辐射骚扰测试标准。我们再看下CISPR25中对不同频段的限值要求(部分标准要求)。


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有没有发现CISPR25中前面这几段限制幅值正好对应的是广播(调幅或调频)频段,为什么?


因为对于这些个广播频段,收音机等接收设备在接收广播信号时是照单全收。如果电子设备对外界有发射这个频段内的干扰信号,收音机等接收设备会收到并播放出来。如果干扰信号过大,会使得有效信号被覆盖或干扰,影响正常接收效果。


上面表格的展示可能还不够直观,我们不妨把CISPR25的Class5中限制要求用图表来表示,如下图所示。

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(图片来自TI E2E论坛)


见缝插针




前面说了这么多,不知道你有没有发现一个现象:文章开头说的Buck电源芯片常用的开关频率400kHz、2.2MHz正好绕开了LW、AM和FM等频段,如下图所示,真可谓是“见缝插针”!


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(图片来自TDK官网)


比如400kHz,如上图黄色区域,正好位于LW和AM中间的缝隙频段。而2.2MHz,如上图红色区域,又巧妙地避开了AM频段,位于AM和SW之间。


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