随机频率调制降低开关变换器电磁干扰的研究

丘 嵘，丘水生

（1.广东科学技术职业学院，广东 广州510640；2.华南理工大学电信学院，广东 广州510640）

0 引 言

开关变换器在现代社会中得到广泛的应用，但是由于其固有的工作特点，本身是很强的电磁干扰源。开关变换器向高频大功率发展，电磁污染日益严重，因此必须减小开关变换器的电磁干扰，以符合EMC规范。近年来，源自于通信工程的频率调制技术被认为是一种从噪声产生源头上降低开关变换器电磁干扰的有效方法［1－5］，但是频率调制降低EMI噪声的效果依赖于调制信号的特性。不同的调制信号有不同的调制效果，为了最大限度地降低被调信号及其各次谐波的幅值，关键是选择合适的调制信号。从这个观点来看，周期信号调制后被调信号为离散频谱，而混沌信号和随机信号均具有宽频特性，适合作为调制信号。显然，从最大限度地降低谐波峰值的角度来看，采用具有均匀分布密度的随机信号能获得更好的效果。

本文利用计算机产生均匀分布的伪随机序列，然后通过嵌入式系统产生离散随机信号，分别加入到PWM芯片的时钟引脚，实现了随机频率调制开关变换器，验证了其扩频降噪的可行性。

1 离散随机信号频率调制扩展频谱的原理

应用随机序列｛xk｝以及周期为T的单位脉冲函数g（t）可以定义调制信号为。当被调制信号是正弦波时，频率调制的结果可写成：

式中，f0是载波频率；Δf是频率差。此外，调制指数用m＝Δf/fm表示，其中fm＝1/T为调制频率。由于采用了随机频率调制破坏了信号的周期性或准周期性，因此相应的功率谱当然是连续的。……