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盡管本文所討論的原理適用于廣泛的電源設(shè)計(jì),但我們?cè)诖酥魂P(guān)注直流到直流的轉(zhuǎn)換器,因?yàn)樗膽?yīng)用相當(dāng)廣泛,幾乎每一位硬件工程師都會(huì)接觸到與它相關(guān)的工作,說不定什么時(shí)候就必須設(shè)計(jì)一個(gè)電源轉(zhuǎn)換器。模塊電源的控開關(guān)電路模塊電源的遙控開關(guān)操作,是通過REM端進(jìn)行的。本文中我們將考慮與低電磁干擾設(shè)計(jì)相關(guān)的兩種常見的折中方案;熱性能、電磁干擾以及與PCB布局和電磁干擾相關(guān)的方案尺寸等。文中我們將使用一個(gè)簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)換器做例子
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從公式2可以看出,減小開關(guān)節(jié)點(diǎn)的回路面積會(huì)有效降低電磁干擾水平。如果回路面積減小為原來的3倍,電磁干擾會(huì)降低9.5dB,如果減小為原來的10倍,則會(huì)降低20 dB。設(shè)計(jì)時(shí),從化圖4和圖5所示的兩個(gè)回路節(jié)點(diǎn)的回路面積著手,細(xì)致考慮器件的布局問題,同時(shí)注意銅線連接問題。盡量避免同時(shí)使用PCB的兩面,因?yàn)橥讜?huì)使電感顯著,進(jìn)而帶來其他問題。恰當(dāng)放置高頻輸入和輸出電容器的重要性常被忽略。電源模塊是經(jīng)過了專業(yè)電源研發(fā)團(tuán)隊(duì)按照嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)來選擇元件,經(jīng)過設(shè)計(jì)和開發(fā),進(jìn)行過完善的可靠性測(cè)試和批量生產(chǎn)測(cè)試。若干年以前,我所在的公司曾把我們的產(chǎn)品設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)讓給國(guó)外制造商。結(jié)果,我的工作職責(zé)也發(fā)生了很大變化,我成了一名顧問,幫助電源設(shè)計(jì)新手解決文中提到的一系列需要權(quán)衡的事宜及其他眾多問題。這里有一個(gè)含有集成鎮(zhèn)流器的離線式開關(guān)的設(shè)計(jì)例子:設(shè)計(jì)人員希望降低終功率級(jí)中的電磁干擾。我只是簡(jiǎn)單地將高頻輸出電容器移動(dòng)到更靠近輸出級(jí)的位置,其回路面積就大約只剩原來的一半,而電磁干擾就降低了約 6dB。而這位設(shè)計(jì)者顯然不太懂得其中的道理,他稱那個(gè)電容為“魔法帽子”,而事實(shí)上我們只是減小了開關(guān)節(jié)點(diǎn)的回路面積。
非隔離式DC/DC轉(zhuǎn)換器,按有源功率器件的個(gè)數(shù),可以分為單管、和四管三類。開關(guān)電源內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖單管DC/DC轉(zhuǎn)換器共有六種,即降式DC/DC轉(zhuǎn)換器 ,升壓式(Boost)DC/DC轉(zhuǎn)換器、升壓降式DC/DC轉(zhuǎn)換器、Cuk DC/DC轉(zhuǎn)換器、Zeta DC/DC轉(zhuǎn)換器和SEPIC DC/DC轉(zhuǎn)換器。在這六種 單管DC/DC轉(zhuǎn)換器中,Boost式DC/DC轉(zhuǎn)換器是基本的,Boost、Cuk、Zeta、SEPIC式DC/DC轉(zhuǎn)換器是從中派生出來的。期望大家在選購(gòu)電源模塊時(shí)多一份細(xì)心,少一份浮躁,不要錯(cuò)過細(xì)節(jié)疑問。在測(cè)量漏源電壓VDS的上升時(shí)間tr和下降時(shí)間tf,或流經(jīng)Q1和Q2的電流上升率di/dt時(shí),可以很明顯看到這一點(diǎn)。想要了解更多電源模塊的資訊,歡迎撥打圖片上的熱線電話?。?!
按照開關(guān)管的開關(guān)條件,DC/DC轉(zhuǎn)換器又可以分為硬開關(guān)(Hard Switching)開關(guān)電源和軟開關(guān)(Soft Switching)兩種。硬開關(guān)DC/DC轉(zhuǎn)換器的開關(guān)器件 是在承受電壓或流過電流的情況下,開通或關(guān)斷電路的,因此在開通或關(guān)斷過程中將會(huì)產(chǎn)生較大的交疊損耗,即所謂的開關(guān)損耗(Switching loss)。輸出電壓過低的原因:(1)輸入電壓較低或功率不足(2)輸出線路過長(zhǎng)或過細(xì),造成線損過大(3)輸入端的防反接二極管壓降過大(4)輸入濾波電感過大解決方法:可以通過調(diào)整供電或者更換相應(yīng)的外圍電路來改善。當(dāng)轉(zhuǎn)換器的工作狀態(tài)一定時(shí)開關(guān)損耗也是一定的,而且開關(guān)頻率越高,開關(guān)損耗越大,同時(shí)在開關(guān)過程中還會(huì)激起電路分布電感和寄生 電容的振蕩,帶來附加損耗,因此,硬開關(guān)DC/DC轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率不能太高。