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聲,能用于高靈敏度的模擬電路。

  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(fā)明者命名)等。

  減小開關時間并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沖,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(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

  為了保護開關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。權衡各方面的利弊,在緩沖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磁能的場合,若在磁環(huán)上開縫,則需一個完全短路環(huán)來減小寄生泄漏磁場。

  初級開關噪聲會通過隔離變壓器的線圈匝間電容注入到次級,在次級產生共模噪聲,這些噪聲電流難以濾除,而且由于流過路徑較長,便會產生發(fā)射現(xiàn)象。

  一種很有效的技術是將次級地用小電容連接到初級電源線上,從而為這些共模電流提供一條返回路徑,但要注意安全,千萬別超出安全標準標明的總的泄漏地電流,這個電容也有助于次級濾波器更好的工作。


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