開關(guān)電源設(shè)計(jì)降噪功能需各方面提升
開關(guān)電源的特征就是產(chǎn)生強(qiáng)電磁噪聲,若不加嚴(yán)格控制,將產(chǎn)生極大的干擾。下面介紹的技術(shù)有助于降低開關(guān)電源噪聲,能用于高靈敏度的模擬電路。
1、電路和器件的選擇
一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)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(duì)開關(guān)管的壓力,這些電路包括ZVS(零電壓開關(guān))、ZCS(零電流開關(guān))、共振模式。(ZCS的一種)、SEPIC(單端初級(jí)電感轉(zhuǎn)換器)、CK(一套磁結(jié)構(gòu),以其發(fā)明者命名)等。
減小開關(guān)時(shí)間并非一定就能引起效率的提高,因?yàn)榇判栽腞F振蕩需要強(qiáng)損耗的緩沖,最終可以觀察到不斷減弱的回程。使用軟開關(guān)技術(shù),雖然會(huì)稍微降低效率,但在節(jié)省成本和濾波/屏蔽所占用空間方面有更大的好處。
2、阻尼
為了保護(hù)開關(guān)管免受由于寄生參數(shù)等因素引起的振蕩尖峰電壓的沖擊常需要阻尼。阻尼器連到有問題的線圈上,這也可以減小發(fā)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(fā)熱多一些。權(quán)衡各方面的利弊,在緩沖器中應(yīng)謹(jǐn)慎使用感性電阻。
3、磁性元件有關(guān)問題及解決方案
特別需注意的是電感和變壓器的磁路要閉合。例如,用環(huán)形或無縫磁芯,環(huán)形鐵粉芯適合于存儲(chǔ)磁能的場(chǎng)合,若在磁環(huán)上開縫,則需一個(gè)完全短路環(huán)來減小寄生泄漏磁場(chǎng)。
初級(jí)開關(guān)噪聲會(huì)通過隔離變壓器的線圈匝間電容注入到次級(jí),在次級(jí)產(chǎn)生共模噪聲,這些噪聲電流難以濾除,而且由于流過路徑較長(zhǎng),便會(huì)產(chǎn)生發(fā)射現(xiàn)象。
一種很有效的技術(shù)是將次級(jí)地用小電容連接到初級(jí)電源線上,從而為這些共模電流提供一條返回路徑,但要注意安全,千萬別超出安全標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)明的總的泄漏地電流,這個(gè)電容也有助于次級(jí)濾波器更好的工作。
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