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輸入濾波器設(shè)計(jì)太復(fù)雜?“秒變”簡(jiǎn)單就靠它

發(fā)布時(shí)間:2019-04-26 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】所有作為開(kāi)關(guān)模式電源的電源轉(zhuǎn)換器都會(huì)引起干擾。這種干擾主要是由開(kāi)關(guān)頻率和開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換的高頻率引起的。在開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器環(huán)境中,有三條干擾傳輸路徑:輻射發(fā)射、以及開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器輸出側(cè)和輸入側(cè)上的傳導(dǎo)發(fā)射。
 
輻射發(fā)射在很大程度上取決于寄生元件,并可通過(guò)優(yōu)化的電路板布局降低。有種高度創(chuàng)新的方法是采用 ADI 的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器,可使輻射發(fā)射降低達(dá) 40 dB (即 10,000 倍),此類(lèi)穩(wěn)壓器的運(yùn)行依據(jù)是“silent switcher”原理。這里,脈沖輸入電流是非常對(duì)稱(chēng)的,因此產(chǎn)生的電場(chǎng)在很大程度上相互抵消。
 
傳導(dǎo)發(fā)射可借助濾波器來(lái)降低。然而,有幾件事情是必需考慮的。不僅濾波器需要進(jìn)行優(yōu)化以降低特定頻率范圍內(nèi)的噪聲,而且它還影響著整個(gè)電源的穩(wěn)定性。開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器具有一定的輸入阻抗 ZIN。它必須高于輸入濾波器的輸出阻抗 ZOF。圖 1 的框圖顯示了這兩種阻抗。
 
輸入濾波器設(shè)計(jì)太復(fù)雜?“秒變”簡(jiǎn)單就靠它
圖 1. 使用一個(gè)輸入濾波器來(lái)降低傳導(dǎo)發(fā)射。
 
在濾波器設(shè)計(jì)中必須考慮這兩種阻抗。為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)工作,LTpowerCAD® 增加了一項(xiàng)新功能,LTpowerCAD 是  ADI 提供的一款開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器計(jì)算工具。LTpowerCAD 可從 ADI 官方網(wǎng)站免費(fèi)下載,近十年來(lái)一直被認(rèn)為是一款實(shí)用的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)工具。該工具最新增添的功能是“濾波器設(shè)計(jì)”。與線路電壓密切相關(guān)的關(guān)鍵共模噪聲并不是非常依賴寄生效應(yīng),因此 能夠可靠地計(jì)算,并且計(jì)算結(jié)果可很好地反映實(shí)際情況。
 
輸入濾波器設(shè)計(jì)太復(fù)雜?“秒變”簡(jiǎn)單就靠它
 
圖 2 顯示了采用 LTpowerCAD 完成的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器計(jì)算(在輸入側(cè)上布設(shè)一個(gè)優(yōu)化濾波器的情況下)。
 
輸入濾波器設(shè)計(jì)太復(fù)雜?“秒變”簡(jiǎn)單就靠它
圖 2. 使用濾波器時(shí)顯示具有 CISPR 25 B 類(lèi)限制的傳導(dǎo)輻射計(jì)算。
 
如前文所述,不僅需要實(shí)現(xiàn)低于特定 EMI 規(guī)格等級(jí)的發(fā)射水平,而且,構(gòu)成開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器和濾波器的整體電路穩(wěn)定性也很重要。為此,必須使圖 1 所示的阻抗匹配。濾波器的輸出阻抗 ZOF(阻抗輸出濾波器) 必須低于濾波器的輸入阻抗 ZIN (阻抗輸入電源)。為確保這一點(diǎn),LTpowerCAD 在圖 3 所示的簡(jiǎn)圖中提供了這種計(jì)算和表示。
 
輸入濾波器設(shè)計(jì)太復(fù)雜?“秒變”簡(jiǎn)單就靠它
圖 3. 檢查各自的阻抗 ZIN 和 ZOF 以避免發(fā)生振蕩
 
以前,有可用于開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)的計(jì)算工具和仿真工具。還可以使用 LTpowerCAD 等計(jì)算工具來(lái)計(jì)算適當(dāng)?shù)臑V波器,這種新方式非常適合最大限度降低開(kāi)關(guān)模式電源中的傳導(dǎo)發(fā)射。
 
 
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