開關電源設計的噪聲降低法
發布時間:2012-01-11
中心議題:
kaiguandianyuandetezhengjiushichanshengqiangdiancizaosheng,ruobujiayangekongzhi,jiangchanshengjidadeganrao。xiamianjieshaodejishuyouzhuyujiangdikaiguandianyuanzaosheng,nengyongyugaolingmindudemonidianlu。
1 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。
2 阻尼
為了保護開關管免受由於寄生參數等因素引起的振蕩尖峰電壓的衝擊常需要阻尼。阻尼器連到有問題的線圈上,這也可以減小發射。
阻尼器有多種類型: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。
3 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場chang。
chujikaiguanzaoshenghuitongguogelibianyaqidexianquanzajiandianrongzhurudaociji,zaicijichanshenggongmozaosheng,zhexiezaoshengdianliunanyilvchu,erqieyouyuliuguolujingjiaochang,bianhuichanshengfashexianxiang。
一yi種zhong很hen有you效xiao的de技ji術shu是shi將jiang次ci級ji地di用yong小xiao電dian容rong連lian接jie到dao初chu級ji電dian源yuan線xian上shang,從cong而er為wei這zhe些xie共gong模mo電dian流liu提ti供gong一yi條tiao返fan回hui路lu徑jing,但dan要yao注zhu意yi安an全quan,千qian萬wan別bie超chao出chu安an全quan標biao準zhun標biao明ming的de總zong的de泄xie漏lou地di電dian流liu,這zhe個ge電dian容rong也ye有you助zhu於yu次ci級ji濾lv波bo器qi更geng好hao的de工gong作zuo。
線圈匝間屏蔽(隔離變壓器內)keyigengyouxiaodiyizhicijishangganyingdechujikaiguanzaosheng。suiranyezengyouguowucengyishangdepingbi,dansancengpingbigengchangjian。kaojinchujixianquandepingbitongchangliandaoyicidianyuanxianshang,kaojincijixianquandepingbijingchangliandaogonggongshuchudi(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。
以(yi)上(shang)兩(liang)項(xiang)技(ji)術(shu)也(ye)能(neng)減(jian)小(xiao)輸(shu)入(ru)端(duan)上(shang)感(gan)應(ying)的(de)次(ci)級(ji)開(kai)關(guan)噪(zao)聲(sheng)。適(shi)當(dang)大(da)小(xiao)的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)感(gan)可(ke)以(yi)將(jiang)次(ci)級(ji)交(jiao)流(liu)波(bo)形(xing)變(bian)成(cheng)半(ban)正(zheng)弦(xian)波(bo),因(yin)此(ci)可(ke)以(yi)顯(xian)著(zhu)地(di)減(jian)小(xiao)變(bian)壓(ya)器(qi)繞(rao)組(zu)間(jian)噪(zao)聲(sheng)(直流紋波).
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4 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。
5 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。
- 學習開關電源設計的噪聲降低法
- 了解電路和器件的選擇
- 為了保護開關管常需要阻尼器
- 電感和變壓器的磁路要閉
kaiguandianyuandetezhengjiushichanshengqiangdiancizaosheng,ruobujiayangekongzhi,jiangchanshengjidadeganrao。xiamianjieshaodejishuyouzhuyujiangdikaiguandianyuanzaosheng,nengyongyugaolingmindudemonidianlu。
1 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。
2 阻尼
為了保護開關管免受由於寄生參數等因素引起的振蕩尖峰電壓的衝擊常需要阻尼。阻尼器連到有問題的線圈上,這也可以減小發射。
阻尼器有多種類型: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。
3 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場chang。
chujikaiguanzaoshenghuitongguogelibianyaqidexianquanzajiandianrongzhurudaociji,zaicijichanshenggongmozaosheng,zhexiezaoshengdianliunanyilvchu,erqieyouyuliuguolujingjiaochang,bianhuichanshengfashexianxiang。
一yi種zhong很hen有you效xiao的de技ji術shu是shi將jiang次ci級ji地di用yong小xiao電dian容rong連lian接jie到dao初chu級ji電dian源yuan線xian上shang,從cong而er為wei這zhe些xie共gong模mo電dian流liu提ti供gong一yi條tiao返fan回hui路lu徑jing,但dan要yao注zhu意yi安an全quan,千qian萬wan別bie超chao出chu安an全quan標biao準zhun標biao明ming的de總zong的de泄xie漏lou地di電dian流liu,這zhe個ge電dian容rong也ye有you助zhu於yu次ci級ji濾lv波bo器qi更geng好hao的de工gong作zuo。
線圈匝間屏蔽(隔離變壓器內)keyigengyouxiaodiyizhicijishangganyingdechujikaiguanzaosheng。suiranyezengyouguowucengyishangdepingbi,dansancengpingbigengchangjian。kaojinchujixianquandepingbitongchangliandaoyicidianyuanxianshang,kaojincijixianquandepingbijingchangliandaogonggongshuchudi(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。
以(yi)上(shang)兩(liang)項(xiang)技(ji)術(shu)也(ye)能(neng)減(jian)小(xiao)輸(shu)入(ru)端(duan)上(shang)感(gan)應(ying)的(de)次(ci)級(ji)開(kai)關(guan)噪(zao)聲(sheng)。適(shi)當(dang)大(da)小(xiao)的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)感(gan)可(ke)以(yi)將(jiang)次(ci)級(ji)交(jiao)流(liu)波(bo)形(xing)變(bian)成(cheng)半(ban)正(zheng)弦(xian)波(bo),因(yin)此(ci)可(ke)以(yi)顯(xian)著(zhu)地(di)減(jian)小(xiao)變(bian)壓(ya)器(qi)繞(rao)組(zu)間(jian)噪(zao)聲(sheng)(直流紋波).
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4 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。
5 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。
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