淺析開關電源設計的噪聲降低法
開關電源的特征就是產生強電磁噪聲,若不加嚴格控制,將產生極大的干擾。下面介紹的技術有助于降低開關電源噪(zao)聲,能用于高(gao)靈敏度的模(mo)擬電路(lu)。
1、電路(lu)和器件的選擇(ze)
一(yi)(yi)個關鍵(jian)點是保持dv/dt和(he)di/dt在較低水平,有許多(duo)電(dian)路通(tong)過減小dv/dt和(he)/或di/dt來減小輻射,這也減輕了(le)對開關管的壓(ya)力,這些電(dian)路包括ZVS(零電(dian)壓(ya)開關)、ZCS(零電(dian)流開關)、共振模(mo)式(shi)。(ZCS的一(yi)(yi)種)、SEPIC(單(dan)端(duan)初級(ji)電(dian)感轉(zhuan)換器(qi))、CK(一(yi)(yi)套磁結(jie)構,以其發明者命(ming)名)等(deng)。
減小(xiao)開關時間(jian)并非一(yi)定就能引起效率的(de)(de)(de)提高,因為磁性元件的(de)(de)(de)RF振蕩需要強損耗(hao)的(de)(de)(de)緩沖,最終可以觀察到不(bu)斷減弱(ruo)的(de)(de)(de)回程(cheng)。使用軟開關技術,雖然會稍微降(jiang)低(di)效率,但在(zai)節省成本和濾波/屏蔽(bi)所占用空間(jian)方面有更大的(de)(de)(de)好處(chu)。
2、阻尼
為了保(bao)護開關管免受(shou)由于寄生參(can)數(shu)等因素引起的(de)振(zhen)蕩尖峰電壓的(de)沖擊常需要阻(zu)尼(ni)。阻(zu)尼(ni)器連到(dao)有問題的(de)線圈上,這也(ye)可以(yi)減(jian)小發射。
阻(zu)尼器有多種類型:從EMC角度(du)看(kan),RC阻(zu)尼器通常在(zai)EMC上(shang)是最好的(de)(de),但(dan)比其他(ta)的(de)(de)發熱多一些。權衡各方(fang)面的(de)(de)利(li)弊,在(zai)緩沖器中應謹慎使用感性電阻(zu)。
3、磁性元件有關問題及解(jie)決方案
特(te)別需注(zhu)意的是電感和(he)變(bian)壓器的磁(ci)路(lu)要閉合(he)(he)。例如,用環形(xing)或無縫磁(ci)芯(xin),環形(xing)鐵粉芯(xin)適合(he)(he)于存(cun)儲(chu)磁(ci)能(neng)的場合(he)(he),若在磁(ci)環上開(kai)縫,則需一個完(wan)全短路(lu)環來減小寄生泄漏磁(ci)場。
初級開關噪(zao)(zao)聲會(hui)通過(guo)隔離變(bian)壓器的線圈匝間(jian)電容注(zhu)入到次級,在次級產(chan)生共模(mo)噪(zao)(zao)聲,這些噪(zao)(zao)聲電流難以濾除,而且由(you)于流過(guo)路徑較長,便會(hui)產(chan)生發射(she)現象。
一種很有(you)效的(de)(de)技(ji)術(shu)是將次級地用小電容(rong)連接到初級電源(yuan)線(xian)上,從而為這些共模(mo)電流提(ti)供一條返回(hui)路徑,但要注(zhu)意安(an)全(quan),千萬別(bie)超出安(an)全(quan)標準(zhun)標明的(de)(de)總的(de)(de)泄漏(lou)地電流,這個電容(rong)也有(you)助于次級濾波(bo)器更(geng)好的(de)(de)工作。
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