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常德西门子电缆6XV1840-2AH10

发布时间: 2023-01-30 16:36 更新时间: 2023-10-26 04:00

如何提高DC-DC转换器的抗干扰性?

  DC-DC转换会形成大量潜在噪声源。线性和开关调节器本身会发射电噪声 (如热噪声、1/f噪声和散粒噪声)。热噪声是导体中的载流子随机热激励振动造成的。闪变噪声 (1/f) 是一种低频噪声。半导体器件中的1/f 噪声主要与材料表面特性有关。散粒噪声是电流不是平稳、连续地通过器件时产生的一种现象,实际是一些脉冲电流的总和 (载流子流动产生的,每一路载有一个电子电荷)。当然,除这些电噪声源外,开关频率处 (开关调节器中) 存在的输出电压尖峰脉冲,以及每类调节器 (线性和开关式) 频率范围内的输出负载,由于两类DC-DC转换器负载和线性调节特性的限制也会形成噪声。探测和检查噪声的发生及其频率,以便了解其对DC-DC转换器输出端供电器件的影响是基本的要求

  a必须认真确定电路功率要求和稳压器输出特性。

  b通过增加必要的电源去耦电容,进一步滤除线性调节器输入和输出中不希望出现的纹波来加以改善, 去耦可以非常有效地滤除 (频带限制) 线性调节器的噪声功率

  c必须认真考虑这种热量转换因素,减少热噪声

  d电源设计好考虑并联,而不是串联组件。防止噪声叠加

  e实现电源“点对点布线”,即每个电源组件背面布线连接DC-DC转换器Vout,电源层布线接地。电源“点对点”布线实际迫使感应迹线与电源组件串联。这样,电感器有助于并可以实际起到滤除DC-DC转换器噪声,以及组件馈入DC-DC转换器Vout噪声的作用。以这种方法连接,电源电路组件彼此之间以及与DC-DC转换器可以隔离! 当然,电源电路接地绝不能采用这种连接方法。DC-DC转换器基准脚是GND端口 (Vin至Vout的公用基准)。如果您想将电路作为DC-DC转换器的基准,从而使其成为Vout和Vin的基准,地线不得含有感应,构成理想的接地层。这样可以保证基准电路! 当去耦电容放在组件电源引脚时,电容的分流作用可在需要交流电源时为组件电源引脚供电,同时将组件产生的噪声接地。正确设计电源层往往是PCB设计主要的部分。

  f请记住,地线是基准 (在尽可能大和宽的范围内记住这一点),其他所有线路都可以视为信号线,然后根据所需大性能设计迹线!

  g 如果涉及电源外部干扰应该可以考虑加金属屏蔽壳。

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 开关电源中第二重要的MOS管参数包括输出电容、阈值电压、栅极阻抗和雪崩能量。

  某些特殊的拓扑也会改变不同MOS管参数的相关品质,例如,可以把传统的同步降压转换器与谐振转换器做比较。谐振转换器只在VDS (漏源电压)或ID (漏极电流)过零时才进行MOS管开关,从而可把开关损耗降至低。这些技术被成为软开关或零电压开关(ZVS)或零电流开关(ZCS)技术。由于开关损耗被小化,RDS(ON) 在这类拓扑中显得更加重要。

  低输出电容(COSS)值对这两类转换器都大有好处。谐振转换器中的谐振电路主要由变压器的漏电感与COSS决定。此外,在两个MOS管关断的死区时间内,谐振电路必须让COSS完全放电。

  低输出电容也有利于传统的降压转换器(有时又称为硬开关转换器),不过原因不同。因为每个硬开关周期存储在输出电容中的能量会丢失,反之在谐振转换器中能量反复循环。因此,低输出电容对于同步降压调节器的低边开关尤其重要。

DC-DC转换电路设计的时候,PCB布线需要注意哪些方面?


  a理想的PCB布局需要将固态电源和接地层连接电源电路的组件。但实际环境下很快会出现操作上的限制。出于成本考虑,PCB设计需要采用简单的单面或双面布局。因此,设计师往往首先重点考虑所有信号迹线的连接,然后,无论所剩空间多大,再考虑电源和地线布局。这种情况会使设计脱节,而且一般会增加多余的寄生阻抗,实际上这是造成大部分电路性能下降问题的主要原因。

  b设计师只要记住电路中所有端口即是输入也是输出,设计便开始变得简单了。请记住,地线是基准 (在尽可能大和宽的范围内记住这一点),其他所有线路都可以视为信号线,然后根据所需大性能设计迹线!

  c在布线时线宽和线距也要注意,减少寄生干扰产生.


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  DC-DC设计中,电感的电感量范围应该选择多少比较合适,这样选择的优势是什么?

  开关电源中的电感确定:开关频率低,由于开和关的时间都比较长,因此为了输出不间断的需要,需要把电感值加大点,这样可以让电感可以存储更多的磁场能量。同时,由于每次开关比较长,能量的补充更新没有如频率高时的那样及时,从而电流也就会相对的小点。

  这个原理也可以用公式来说明:L=(dt/di)*uL

  D=Vo/Vi,降压型占空比 D= 1- Vi/Vo,升压型占空比

  dt=D/F ,F=开关频率

  di=电流纹波

  所以得 L=D*uL /(F*di),当F 开关频率低时,就需要L 大一点;同意当L 设大时,其他不变情况下,则纹波电流di 就会相对减小在高的开关频率下,加大电感会使电感的阻抗变大,增加功率损耗,使效率降低。同时,在频率不变条件下,一般而言,电感值变大,输出纹波会变小,但电源的动态响应(负载功耗偶尔大偶尔小,在大小变化之间相应慢)也会相应变差,所以电感值的选取可以根据电路的具体应用要求来调整以达到理想效果



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