■ 應對高開關頻率帶來的EMI挑戰(zhàn)
德州儀器(TI)產品線經理Roja de Cande在發(fā)布會現場介紹，隨著汽車電氣系統(tǒng)變得愈發(fā)密集，以及互連程度的提高，緩解EMI成為工程師的一項關鍵系統(tǒng)設計考慮因素。
德州儀器致力于從五個方面應對電源管理的關鍵設計挑戰(zhàn)。
第一，低電磁干擾(EMI)：能夠盡可能地減少系統(tǒng)組件的干擾，并簡化工程師的設計。
第二，功率密度：現在越來越多的產品在往小型化發(fā)展，在同樣一個占板面積上提供更大的電流或更多功能。提高功率密度可以實現更多系統(tǒng)功能，從而降低成本。在提高功率密度方面，對于電源，一方面在提高整個電源的效率以及熱管理，同時進一步提高它的開關頻率，使得系統(tǒng)能夠用到更高的開關頻率，從而能夠用更小的電感和電容實現整個占板面積的減小和功率密度的提高。
第三，低IQ：對于電池應用，能夠延長電池壽命，以及整個電池使用時間。比如，在煙感器等應用中，低IQ能夠大大延長產品的使用壽命和使用周期。
第四，低噪聲和高精度：低噪聲和高精度電源能夠簡化功率鏈，提升整個產品的可靠性。
第五，隔離：在高壓和安全關鍵性應用中能夠實現更高的工作電壓和更好的可靠性，同時實現了以更小的方案實現隔離的需求。
通過對眾多汽車行業(yè)客戶的調研，德州儀器發(fā)現在現有的系統(tǒng)設計中，客戶對于高效率、更好的熱表現往往會有很高的要求，無論是OBC還是通信電源都在越做越小，其中一個關鍵技術就是把開關頻率越推越高，這樣可以大大減小磁性元件和輸出電容的大小。在推高開關頻率之后，EMI就會變成翹翹板的另外一端，它就會被抬高，所以工程師們首先是要去應對高開關頻率所帶來的EMI挑戰(zhàn)，新的有源EMI濾波器IC系列產品應運而生。
■ 縮減系統(tǒng)尺寸、重量和成本并提高可靠性
在整個系統(tǒng)設計上，如何從芯片產品的角度去提高整個系統(tǒng)功率密度，并降低整個系統(tǒng)的EMI，是德州儀器的考量和出發(fā)點。
得益于德州儀器研發(fā)實驗室Kilby Labs針對新概念和突破性想法的創(chuàng)新開發(fā)，新的獨立式有源EMI濾波器IC產品系列可以在單相和三相交流電源系統(tǒng)中檢測和消除高達30dB的共模EMI（頻率范圍為100kHz至3MHz）。
與純無源濾波器解決方案相比，該功能使設計人員能夠將扼流圈的尺寸減小50%，并滿足嚴苛的EMI要求。通過電容放大，這些新的有源EMI濾波器IC使工程師能夠將共模扼流圈的電感值降低多達80%，這將有助于以具有成本效益的方式提高機械可靠性和功率密度。
新的有源EMI濾波器IC系列包括針對單相和三相商業(yè)應用的TPSF12C1和TPSF12C3，以及面向汽車應用的TPSF12C1-Q1 和TPSF12C3-Q1 。這些器件可有效降低電源EMI濾波器中產生的熱量，從而延長濾波電容器的使用壽命并提高系統(tǒng)可靠性。
新的有源EMI濾波器IC包括傳感、濾波、增益、注入階段。該IC采用SOT-23 14引腳封裝，并集成了補償和保護電路，從而進一步降低實施的復雜性并減少外部組件的數量；同時該系列產品滿足IEC 61000-4-5浪涌抗擾度要求，從而大幅減少了對瞬態(tài)電壓抑制(TVS)二極管等外部保護元件的需求。借助PSpice® for TI仿真模型和快速入門計算器等支持工具，設計人員可以輕松地為其系統(tǒng)選擇和實施合適的元件。
■ 以更低成本滿足嚴格的EMI標準
Roja de Cande強調，在電源系統(tǒng)里，無論是OBC還是服務器電源，EMI設計都頗具挑戰(zhàn)。主要在于，往往只有把產品做出來了才能知道它的EMI，因此需要不停地整改。
在使用了德州儀器(TI)的有源EMI濾波器(AEF)產品之后，可以提前或者進一步在原有設計中降低EMI干擾，從而幫助客戶簡化整個EMI設計。針對AEF產品，TI在官網上提供了各種各樣的工具。各種仿真工具可以幫助工程師學會如何設計AEF，達到提前設計、提前預估判斷，從而節(jié)省整個產品的EMI調試時間，幫助產品更好地推廣到市場。
除此之外，針對于車載一級電源DC/DC還有包括集成電容等技術，幫助客戶更好地降低高頻EMI。同時德州儀器的抖頻技術也從原來的模擬抖頻、數據抖頻進化到了雙隨機展頻(DRSS)技術，從而應對汽車類EMI設計挑戰(zhàn)。無論是抖頻還是集成電容，都是為了更好地幫助整個系統(tǒng)在高頻頻率去解決客戶EMI問題。AEF則是從低頻角度幫助客戶克服頻率范圍為100kHz至3MHz左右的共?；虿钅８蓴_，從而在EMI整個頻段上幫助客戶解決EMI挑戰(zhàn)。
據了解，車規(guī)級TPSF12C1-Q1 和TPSF12C3-Q1 現已預量產，僅可從TI.com.cn 購買，采用4.2mmx2mm SOT-23 14引腳封裝。TI.com.cn提供多種付款方式和配送選項。德州儀器預計各器件將于2023年第二季度實現量產，并計劃在2023年晚些時候發(fā)布另外的獨立式有源EMI濾波器IC。
德州儀器開關穩(wěn)壓器業(yè)務部總經理Carsten Oppitz表示：“相信新的獨立式有源EMI濾波器IC產品組合將進一步助力工程師解決他們所面臨的設計挑戰(zhàn)，并大幅提高汽車、企業(yè)、航空航天和工業(yè)應用中的性能和功率密度。”Roja de Cande也表示，“考慮到客戶所能減少的共模電源成本、體積、尺寸和整個系統(tǒng)重量來說，這個成本對于客戶而言是在非?？山邮艿姆秶鷥鹊摹?rdquo;
