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開關電源設計經驗和技巧
2024-02-09
    開關電源的特征即是發生強電磁噪聲,若不加嚴格控制,將發生極大的攪擾。下面介紹的技能有助于下降開關電源噪聲,能用于高靈敏度的模仿電路。
    1、電路和器材的挑選
    一個要害點是堅持dv/dt和di/dt在較低水平,有很多電路經過減小dv/dt和/或di/dt來減小輻射,這也減輕了對開關管的壓力,這些電路包含ZVS(零電壓開關).ZCS(零電流開關).共振形式。(ZCS的一種).SEPIC(單端初級電感轉換器).CK(一套磁構造,以其發明者命名)等。
    減小開關時間并非必定就能導致功率的進步,因為磁性元件的RF振動需求強損耗的緩沖,終究能夠觀察到不斷削弱的回程。運用軟開關技能,盡管會略微下降功率,但在節約本錢和濾波/屏蔽所占用空間方面有更大的優點。
    2、阻尼
    為了維護開關管免受因為寄生參數等要素導致的振動尖峰電壓的沖擊常需求阻尼,阻尼器連到有疑問的線圈上,這也能夠減小發射。
    阻尼器有多種類型:從EMC視點看,RC阻尼器通常在EMC上是最佳的,但比別的的發熱多一些。權衡各方面的利害,在緩沖器中應慎重運用理性電阻。
    3、散熱器
    散熱器與集電極或TO247功率器材的漏極之間有50pF的電容,因而能夠發生很強的發射。僅僅直接地把散熱片連到機殼,這僅僅把噪聲引向大地,很也許不能減小整體發射水平。
     較好的做法是:把它們連到一恰當的電路結點——一次整流輸出端,但要注意安全請求。具有屏蔽效果的絕緣阻隔片能夠銜接到開關管上,把它們屏蔽內層接至一次整流端,散熱片要么懸浮要么連到機殼。
    散熱片也能夠經過電容連到有風險電壓的線上,電容的引線和PCB軌線構成的電感也許會與電容“諧振”,這可對處理某些格外頻率上的疑問格外有用。應該在樣機上屢次試驗,終究找到散熱片的最佳裝置辦法。
    4、整流器材
    用于一次電源上的整流器和二次整流器,因為其反向電流,能夠導致很多的噪聲,最佳運用疾速軟開關類型的器材。
    5、磁性元件有關疑問及處理方案
    格外需注意的是電感和變壓器的磁路要閉合。例如,用環形或無縫磁芯,環形鐵粉芯適合于存儲磁能的場合,若在磁環上開縫,則需一個徹底短路環來減小寄生走漏磁常。
    初級開關噪聲會經過阻隔變壓器的線圈匝間電容寫入到次級,在次級發生共模噪聲,這些噪聲電流難以濾除,并且因為流過途徑較長,便會發生發射表象。
    一種很有用的技能是將次級地用小電容銜接到初級電源線上,從而為這些共模電流供給一條回來途徑,但要注意安全,千萬別超出安全規范標明的總的走漏地電流,這個電容也有助于次級濾波器非常好的作業。
    線圈匝間屏蔽(阻隔變壓器內)能夠更有用地按捺次級上感應的初級開關噪聲。盡管也曾有過五層以上的屏蔽,但三層屏蔽更多見。接近初級線圈的屏蔽通常連到一次電源線上,接近次級線圈的屏蔽常常連到公共輸出地(若有的話),中心屏蔽體通常連到機殼。在樣機期間最佳重復試驗以找到線圈匝間屏蔽的最佳的銜接方法。
    以上兩項技能也能減小輸入端上感應的次級開關噪聲。恰當巨細的輸出電感能夠將次級溝通波形成為半正弦波,因而能夠顯著地減小變壓器繞組間噪聲(直流紋波)。

 
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