降低開關電源噪聲用於高靈敏度的模擬電路
發布時間:2013-03-22 責任編輯:easonxu
【導讀】開關電(dian)源(yuan)的(de)特(te)征(zheng)就(jiu)是(shi)產(chan)生(sheng)強(qiang)電(dian)磁(ci)噪(zao)聲(sheng),若(ruo)不(bu)加(jia)嚴(yan)格(ge)控(kong)製(zhi),將(jiang)產(chan)生(sheng)極(ji)大(da)的(de)幹(gan)擾(rao)。為(wei)了(le)保(bao)護(hu)開(kai)關(guan)管(guan)免(mian)受(shou)由(you)於(yu)寄(ji)生(sheng)參(can)數(shu)等(deng)因(yin)素(su)引(yin)起(qi)的(de)振(zhen)蕩(dang)尖(jian)峰(feng)電(dian)壓(ya)的(de)衝(chong)擊(ji)常(chang)需(xu)要(yao)阻(zu)尼(ni),阻(zu)尼(ni)器(qi)連(lian)到(dao)有(you)問(wen)題(ti)的(de)線(xian)圈(quan)上(shang),這(zhe)也(ye)可(ke)以(yi)減(jian)小(xiao)發(fa)射(she)。
kaiguandianyuandetezhengjiushichanshengqiangdiancizaosheng,ruobujiayangekongzhi,jiangchanshengjidadeganrao。xiamianjieshaodejishuyouzhuyujiangdikaiguandianyuanzaosheng,nengyongyugaolingmindudemonidianlu。

圖1:開關電源
電路和器件的選擇
一個關鍵點是保持dv/dt和di/dt在較低水平,有許多電路通過減小dv/dt和/或di/dt來減小輻射,這也減輕了對開關管的壓力,這些電路包括ZVS(零電壓開關).ZCS(零電流開關).共振模式。(ZCS的一種).SEPIC(單端初級電感轉換器).CK(一套磁結構,以其發明者命名)等。
減小開關時間並非一定就能引起效率的提高,因為磁性元件的RF振蕩需要強損耗的緩衝,最終可以觀察到不斷減弱的回程。使用軟開關技術,雖然會稍微降低效率,但在節省成本和濾波/屏蔽所占用空間方麵有更大的好處。
阻尼
為(wei)了(le)保(bao)護(hu)開(kai)關(guan)管(guan)免(mian)受(shou)由(you)於(yu)寄(ji)生(sheng)參(can)數(shu)等(deng)因(yin)素(su)引(yin)起(qi)的(de)振(zhen)蕩(dang)尖(jian)峰(feng)電(dian)壓(ya)的(de)衝(chong)擊(ji)常(chang)需(xu)要(yao)阻(zu)尼(ni),阻(zu)尼(ni)器(qi)連(lian)到(dao)有(you)問(wen)題(ti)的(de)線(xian)圈(quan)上(shang),這(zhe)也(ye)可(ke)以(yi)減(jian)小(xiao)發(fa)射(she)。阻(zu)尼(ni)器(qi)有(you)多(duo)種(zhong)類(lei)型(xing):從EMC角度看,RC阻尼器通常在EMC上是最好的,但比其他的發熱多一些。權衡各方麵的利弊,在緩衝器中應謹慎使用感性電阻。
散熱器
散熱器與集電極或TO247功率器件的漏極之間有50pF的電容,因此可以產生很強的發射。僅僅直接地把散熱片連到機殼,這隻是把噪聲引向大地,很可能不能減小總體發射水平。
較好的做法是:把它們連到一恰當的電路結點——一(yi)次(ci)整(zheng)流(liu)輸(shu)出(chu)端(duan),但(dan)要(yao)注(zhu)意(yi)安(an)全(quan)要(yao)求(qiu)。具(ju)有(you)屏(ping)蔽(bi)作(zuo)用(yong)的(de)絕(jue)緣(yuan)隔(ge)離(li)片(pian)可(ke)以(yi)連(lian)接(jie)到(dao)開(kai)關(guan)管(guan)上(shang),把(ba)它(ta)們(men)屏(ping)蔽(bi)內(nei)層(ceng)接(jie)至(zhi)一(yi)次(ci)整(zheng)流(liu)端(duan),散(san)熱(re)片(pian)要(yao)麼(me)懸(xuan)浮(fu)要(yao)麼(me)連(lian)到(dao)機(ji)殼(ke)。
散熱片也可以通過電容連到有危險電壓的線上,電容的引線和PCB軌線構成的電感可能會與電容“諧振”,這可對解決某些特殊頻率上的問題特別有效。應該在樣機上多次試驗,最終找到散熱片的最佳安裝方法。
整流器件
用於一次電源上的整流器和二次整流器,因為其反向電流,可以引起大量的噪聲,最好使用快速軟開關型號的器件。
磁性元件有關問題及解決方案
特te別bie需xu注zhu意yi的de是shi電dian感gan和he變bian壓ya器qi的de磁ci路lu要yao閉bi合he。例li如ru,用yong環huan形xing或huo無wu縫feng磁ci芯xin,環huan形xing鐵tie粉fen芯xin適shi合he於yu存cun儲chu磁ci能neng的de場chang合he,若ruo在zai磁ci環huan上shang開kai縫feng,則ze需xu一yi個ge完wan全quan短duan路lu環huan來lai減jian小xiao寄ji生sheng泄xie漏lou磁ci常chang。
初(chu)級(ji)開(kai)關(guan)噪(zao)聲(sheng)會(hui)通(tong)過(guo)隔(ge)離(li)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)線(xian)圈(quan)匝(za)間(jian)電(dian)容(rong)注(zhu)入(ru)到(dao)次(ci)級(ji),在(zai)次(ci)級(ji)產(chan)生(sheng)共(gong)模(mo)噪(zao)聲(sheng),這(zhe)些(xie)噪(zao)聲(sheng)電(dian)流(liu)難(nan)以(yi)濾(lv)除(chu),而(er)且(qie)由(you)於(yu)流(liu)過(guo)路(lu)徑(jing)較(jiao)長(chang),便(bian)會(hui)產(chan)生(sheng)發(fa)射(she)現(xian)象(xiang)。
yizhonghenyouxiaodejishushijiangcijidiyongxiaodianronglianjiedaochujidianyuanxianshang,congerweizhexiegongmodianliutigongyitiaofanhuilujing,danyaozhuyianquan,qianwanbiechaochuanquanbiaozhunbiaomingdezongdexieloudidianliu,zhegedianrongyeyouzhuyucijilvboqigenghaodegongzuo。
線圈匝間屏蔽(隔離變壓器內)可(ke)以(yi)更(geng)有(you)效(xiao)地(di)抑(yi)製(zhi)次(ci)級(ji)上(shang)感(gan)應(ying)的(de)初(chu)級(ji)開(kai)關(guan)噪(zao)聲(sheng)。雖(sui)然(ran)也(ye)曾(zeng)有(you)過(guo)五(wu)層(ceng)以(yi)上(shang)的(de)屏(ping)蔽(bi),但(dan)三(san)層(ceng)屏(ping)蔽(bi)更(geng)常(chang)見(jian)。靠(kao)近(jin)初(chu)級(ji)線(xian)圈(quan)的(de)屏(ping)蔽(bi)通(tong)常(chang)連(lian)到(dao)一(yi)次(ci)電(dian)源(yuan)線(xian)上(shang),靠(kao)近(jin)次(ci)級(ji)線(xian)圈(quan)的(de)屏(ping)蔽(bi)經(jing)常(chang)連(lian)到(dao)公(gong)共(gong)輸(shu)出(chu)地(di)(若有的話),中間屏蔽體一般連到機殼。在樣機階段最好反複實驗以找到線圈匝間屏蔽的最好的連接方式。
yishangliangxiangjishuyenengjianxiaoshuruduanshangganyingdecijikaiguanzaosheng。shidangdaxiaodeshuchudiangankeyijiangcijijiaoliuboxingbianchengbanzhengxianbo,yincikeyixianzhudijianxiaobianyaqiraozujianzaosheng(直流紋波)。
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