开关电源

【开关噪声-EMC连载】-开关电源噪声对策的基础知识

上一篇文章中介绍了噪声对策的四个步骤。本文将对步骤4“增加滤波器等降噪部件”进行详细解说。

开关电源噪声对策的基础知识

【开关噪声-EMC连载】-噪声对策步骤

从本文开始进入新篇章“噪声对策”。这里所说的“噪声对策”是指针对“开关电源”噪声的对策。不过基础部分和思路与一般噪声是相通的。新篇章的第1篇将介绍“噪声对策的步骤”。

噪声对策和产品开发阶段

在介绍噪声对策步骤之前,先来了解一下从产品的设计/开发到量产的过程中,应该在哪些阶段采取噪声对策。

【开关噪声-EMC连载】-开关电源产生的噪声

本文将探讨实际的开关电源产生的噪声。

开关电源产生的噪声

首先,使用同步整流型降压DC/DC转换器的等效电路来了解一下开关电流的路径。

开关电源中的全部缓冲吸收电路解析,收藏了!

基本拓扑电路上一般没有吸收缓冲电路,实际电路上一般有吸收缓冲电路,吸收与缓冲是工程需要,不是拓扑需要。

吸收与缓冲的功效:

● 防止器件损坏,吸收防止电压击穿,缓冲防止电流击穿

● 使功率器件远离危险工作区,从而提高可靠性

● 降低(开关)器件损耗,或者实现某种程度的关软开

● 降低di/dt和dv/dt,降低振铃,改善EMI品质

● 提高效率(提高效率是可能的,但弄不好也可能降低效率)

也就是说,防止器件损坏只是吸收与缓冲的功效之一,其他功效也是很有价值的。

吸收

吸收是对电压尖峰而言。

电压尖峰的成因:

● 电压尖峰是电感续流引起的。

● 引起电压尖峰的电感可能是:变压器漏感、线路分布电感、器件等效模型中的感性成分等。

● 引起电压尖峰的电流可能是:拓扑电流、二极管反向恢复电流、不恰当的谐振电流等。

减少电压尖峰的主要措施是:

● 减少可能引起电压尖峰的电感,比如漏感、布线电感等

开关电源该如何配置合适的电感?

开关电源(SMPS)是一种非常高效的电源变换器,其理论值更是接近100%,种类繁多。按拓扑结构分,有Boost、Buck、Boost-Buck、Charge-pump等;按开关控制方式分,有PWM、PFM;按开关管类别分,有BJT、FET、IGBT等。本次讨论以数据卡电源管理常用的PWM控制Buck、Boost型为主。 那接下来就让我们一起学习下开关电源该如何配置合适的电感吧~

布局、布线、参数、检查和功率,这五点开关电源设计时应注意的事项

现在我们的生活可谓是离不开电源,照明需要电源,看电视需要电源,空调需要电源……所以如果我们在装修新房子最不能忽略的东西就是电源,如果房子里没有电源,可以说什么事情都不能干。因此,我们在设计开关电源时就需要格外注意,不能让电路出现问题。那么,开关电源设计时需注意什么?我想下面五个方面需格外注意。

开关电源工作时,如何抑制纹波和减小高频噪声?

开关电源纹波的产生

我们最终的目的是要把输出纹波降低到可以忍受的程度,达到这个目的最根本的解决方法就是要尽量避免纹波的产生,首先要清楚开关电源纹波的种类和产生原因。

随着SWITCH的开关,电感L中的电流也是在输出电流的有效值上下波动的。所以在输出端也会出现一个与SWITCH同频率的纹波,一般所说的纹波就是指这个。它与输出电容的容量和ESR有关系。这个纹波的频率与开关电源相同,为几十到几百KHz。

另外,SWITCH一般选用双极性晶体管或者MOSFET,不管是哪种,在其导通和截止的时候,都会有一个上升时间和下降时间。这时候在电路中就会出现一个与SWITCH上升下降时间的频率相同或者奇数倍频的噪声,一般为几十MHz。同样二极管D在反向恢复瞬间,其等效电路为电阻电容和电感的串联,会引起谐振,产生的噪声频率也为几十MHz。这两种噪声一般叫做高频噪声,幅值通常要比纹波大得多。

如果是AC/DC变换器,除了上述两种纹波(噪声)以外,还有AC噪声,频率是输入AC电源的频率,为50~60Hz左右。还有一种共模噪声,是由于很多开关电源的功率器件使用外壳作为散热器,产生的等效电容导致的。因为本人是做汽车电子研发的,对于后两种噪声接触较少,所以暂不考虑。

资深工程师:64个开关电源设计必须掌握的技巧(二)

38.变压器铜箔屏蔽主要针对传导,线屏蔽主要针对辐射,当传导非常好的时候,有可能你的辐射会差,这个时候把变压器的铜箔屏蔽改成线屏蔽,尽量压低30M下降的位置,这样整改辐射会快很多。

EMI整改技巧之一

资深工程师:64个开关电源设计必须掌握的技巧(一)

1. 变压器图纸、PCB、原理图这三者的变压器飞线位号需一致。

理由:安规认证要求

这是很多工程师在申请安规认证提交资料时会犯的一个毛病。

2.X电容的泄放电阻需放两组。

理由:UL62368、CCC认证要求断开一组电阻再测试X电容的残留电压

【资料下载】开关电源设计秘笈

电源设计一直是工程师面对的一个难题,随着全球节能环保意识的提升,设计简捷、高效、轻巧的绿色电源成为工程师的首要任务,为了帮助工程师解决这方面的难题,现在特别隆重推出大量实用资料供工程师朋友下载,目前推出的一本电子书叫做《电源开关设计秘笈 30 例》,对电源开关设计技巧做出了详细的说明,相信一定对工程师朋友们有很大帮助。