電源設計技巧十例:如何解決電源噪聲
發布時間:2013-07-28 責任編輯:Cynthiali
【導讀】前文介紹的電源設計技巧是要選擇最佳的工作頻率,但除了需要選擇合適的工作頻率外,學會駕馭噪聲電源也是開關電源設計技巧之一,一種好的電源布局是在設計時最大程度的縮短實驗時間。因此,本文將教你如何解決電源噪聲問題。
電源設計技巧十例之一:為電源選擇最佳工作頻率
無wu噪zao聲sheng電dian源yuan並bing非fei是shi偶ou然ran設she計ji出chu來lai的de。一yi種zhong好hao的de電dian源yuan布bu局ju是shi在zai設she計ji時shi最zui大da程cheng度du的de縮suo短duan實shi驗yan時shi間jian。花hua費fei數shu分fen鍾zhong甚shen至zhi是shi數shu小xiao時shi的de時shi間jian來lai仔zai細xi查zha看kan電dian源yuan布bu局ju,便bian可ke以yi省sheng去qu數shu天tian的de故gu障zhang排pai查zha時shi間jian。
圖 1 顯xian示shi的de是shi電dian源yuan內nei部bu一yi些xie主zhu要yao噪zao聲sheng敏min感gan型xing電dian路lu的de結jie構gou圖tu。將jiang輸shu出chu電dian壓ya與yu一yi個ge參can考kao電dian壓ya進jin行xing比bi較jiao以yi生sheng成cheng一yi個ge誤wu差cha信xin號hao,然ran後hou再zai將jiang該gai信xin號hao與yu一yi個ge斜xie坡po相xiang比bi較jiao,以yi生sheng成cheng一yi個ge用yong於yu驅qu動dong功gong率lv級ji的de PWM(脈寬調製)信號。
電源噪聲主要來自三個地方:誤差放大器輸入與輸出、參(can)考(kao)電(dian)壓(ya)以(yi)及(ji)斜(xie)坡(po)。對(dui)這(zhe)些(xie)節(jie)點(dian)進(jin)行(xing)精(jing)心(xin)的(de)電(dian)氣(qi)設(she)計(ji)和(he)物(wu)理(li)設(she)計(ji)有(you)助(zhu)於(yu)最(zui)大(da)程(cheng)度(du)地(di)縮(suo)短(duan)故(gu)障(zhang)診(zhen)斷(duan)時(shi)間(jian)。一(yi)般(ban)而(er)言(yan),噪(zao)聲(sheng)會(hui)與(yu)這(zhe)些(xie)低(di)電(dian)平(ping)電(dian)路(lu)電(dian)容(rong)耦(ou)合(he)。一(yi)種(zhong)卓(zhuo)越(yue)的(de)設(she)計(ji)可(ke)以(yi)確(que)保(bao)這(zhe)些(xie)低(di)電(dian)平(ping)電(dian)路(lu)的(de)緊(jin)密(mi)布(bu)局(ju),並(bing)遠(yuan)離(li)所(suo)有(you)開(kai)關(guan)波(bo)形(xing)。接(jie)地(di)層(ceng)也(ye)具(ju)有(you)屏(ping)蔽(bi)作(zuo)用(yong)。

圖1:低電平控製電路的諸多噪聲形成機會
斜坡是另一個潛在的會帶來噪聲問題的地方。斜坡通常由電容器充電(電壓模式)生成,或由來自於電源開關電流的采樣(電流模式)生成。通常,電壓模式斜坡並不是一個問題,因為電容對高頻注入信號的阻抗很小。而電流斜坡卻較為棘手,因為存在了上升邊沿峰值、相對較小的斜坡振幅以及功率級寄生效應。
圖2 顯示了電流斜坡存在的一些問題。第一幅圖顯示了上升邊沿峰值和隨後產生的電流斜坡。比較器(根據其不同速度)具有兩個電壓結點 (potential trip points),結果是無序控製運行,聽起來更像是煎熏肉的聲音。
利用控製 IC zhongdeshangshengbianyanxiaoyinkeyihenhaodijiejuezheyiwenti,qihulveledianliuboxingdezuichubufen。boxingdegaopinlvboyeyouzhuyujiejuegaiwenti。tongyangyeyaojiangdianrongqijinkenengjindikaojinkongzhi IC 放置。正如這兩種波形表現出來的那樣,另一種常見的問題是次諧波振蕩。這種寬-窄驅動波形表現為非充分斜率補償。向當前斜坡增加更多的電壓斜坡便可以解決該問題。


圖2:兩種常見的電流模式噪聲問題
jinguanwomenyijingxiangdangzaixidishejiledianyuanbuju,danshiyuanxingdianyuanhaishicunzaizaosheng。zhegaizenmebanne?shouxian,yaoquedingxiaochubuwendingyinsudehuanluxiangyingbucunzaiwenti。youqudeshi,zaoshengwentikenenghuikanqilaixiangshidianyuanjiaochapinlvshangdebuwending。danzhenzhengdeqingkuangshigaihuanluzhengyiqizuikuaixiangyingsudujiuchuzhuruwucha。tongyang,zuijiafangfashishibiechuzaoshengzhengbeizhuruxialiesangedifangzhiyi:誤差放大器、參考電壓或斜坡。隻需要分步解決便可!
diyibushijianzhajiedian,kanxiepozhongshifoucunzaimingxiandefeixianxing,huozhewuchafangdaqishuchuzhongshifoucunzaigaopinlvbianhua。ruguojianzhahoumeiyoufaxianrenhewenti,namejiujiangwuchafangdaqicongdianluzhongquchu,bingyongyigeqingjiededianyayuanjiayidaiti。zheyangyinggaijiunenggougaibiangaidianyayuandeshuchu,yipingwendigaibiandianyuanshuchu。ruguozheyangzuozouxiaodehua,namejiuyijingjiangwentifanweisuoxiaozhicankaodianyahewuchafangdaqile。
有時,控製 IC 中的參考電壓易受開關波形的影響。利用添加更多(或適當)的de旁pang路lu可ke能neng會hui使shi這zhe種zhong狀zhuang況kuang得de到dao改gai善shan。另ling外wai,使shi用yong柵zha極ji驅qu動dong電dian阻zu來lai減jian緩huan開kai關guan波bo形xing也ye可ke能neng會hui有you助zhu於yu解jie決jue這zhe一yi問wen題ti。如ru果guo問wen題ti出chu在zai誤wu差cha放fang大da器qi上shang,那na麼me降jiang低di補bu償chang組zu件jian阻zu抗kang會hui有you所suo幫bang助zhu,因yin為wei這zhe樣yang降jiang低di了le注zhu入ru信xin號hao的de振zhen幅fu。如ru果guo所suo有you這zhe些xie方fang法fa都dou不bu奏zou效xiao,那na麼me就jiu從cong印yin刷shua電dian路lu板ban將jiang誤wu差cha放fang大da器qi節jie點dian去qu除chu。對dui補bu償chang組zu件jian進jin行xing架jia空kong布bu線xian (air wiring) 可以幫助我們識別出哪裏有問題。
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