開關電源噪聲發生的原因
發布時間:2009/2/27 0:00:00 訪問次數:866
圖1為開關電源的基本工作示意圖。其中,圖1(a)所示為開關電源電路的基本構成,vf1起開關作用,它的通/斷控制u1使其變為脈沖電壓。l1和c1構成平滑電路,它們將該脈沖電壓變為平滑的直流電壓。在vf1截止時間,扼流圈l1釋放能量為負載供電,但供給負載的能量要通過續流二極管vd1形成回路。開關電源的輸出電壓uo為
(a)電路;(b)非穩定輸入電壓;(c)開關工作;(d)穩定電壓
圖1 開關電源的基本工作示意圖
例如,輸入電壓ui變化時,為了保持輸出電壓uo穩定,只要根據輸入電壓變化量δui改變vf1的導通時間δton,即脈沖寬度,就可以控制輸出電壓基本不變。
然而,開關電源一般以20khz的頻率進行開關工作,也就是說,開關電源是一種使電壓與電流急劇變化而進行控制的裝置。因此,許多因素都會使開關電源產生噪聲,如開關管通/斷時產生的高頻噪聲。圖2所示為用mosfet(vf1)開關管的通/斷控制電感l(變壓器)的典型電路及浪涌電壓,可以說,所有的開關電源的電路中都是這種電感和電容構成的負載。這樣,開關電源工作時,其電路內部的電壓與電流都是快速變化,因此,分布電感要產生噪聲,即ul=ldi/dt。另外,高速二極管的電流急劇變化時也會產生噪聲。
(a)開關電路;(b)浪涌電壓
圖2 開關電路及浪涌電壓
對于同樣的電路,由于設計者不同,完成的產品其性能會有差異。原因是印制電路板的元器件配置布局等因設計者不同而異,由此使實際電路中的共用阻抗的耦合、電容耦合、電磁感應等條件也不同而引起的。也就是說,對于相同電路的開關電源,由于生產廠家或設計者不同其性能會有很大差異。
對于市售的電源模塊,很多情況下其內部原理圖與布局圖是不公開的,因此,作為黑匣子處理時需要注意。連續使用同一廠家標準產品時,由于廠家降低成本等原因,有時產品不改變外觀,而改變了內部電路或印制電路板,這種改變有可能引起噪聲故障,因此,需要與廠家保持密切聯系。
為了防止噪聲引起的故障,在實施的產品質量管理、獨立進行噪聲特性的測量的同時,還需要了解開關電源與噪聲之間的關系。
歡迎轉載,信息來自維庫電子市場網(www.dzsc.com)
圖1為開關電源的基本工作示意圖。其中,圖1(a)所示為開關電源電路的基本構成,vf1起開關作用,它的通/斷控制u1使其變為脈沖電壓。l1和c1構成平滑電路,它們將該脈沖電壓變為平滑的直流電壓。在vf1截止時間,扼流圈l1釋放能量為負載供電,但供給負載的能量要通過續流二極管vd1形成回路。開關電源的輸出電壓uo為
(a)電路;(b)非穩定輸入電壓;(c)開關工作;(d)穩定電壓
圖1 開關電源的基本工作示意圖
例如,輸入電壓ui變化時,為了保持輸出電壓uo穩定,只要根據輸入電壓變化量δui改變vf1的導通時間δton,即脈沖寬度,就可以控制輸出電壓基本不變。
然而,開關電源一般以20khz的頻率進行開關工作,也就是說,開關電源是一種使電壓與電流急劇變化而進行控制的裝置。因此,許多因素都會使開關電源產生噪聲,如開關管通/斷時產生的高頻噪聲。圖2所示為用mosfet(vf1)開關管的通/斷控制電感l(變壓器)的典型電路及浪涌電壓,可以說,所有的開關電源的電路中都是這種電感和電容構成的負載。這樣,開關電源工作時,其電路內部的電壓與電流都是快速變化,因此,分布電感要產生噪聲,即ul=ldi/dt。另外,高速二極管的電流急劇變化時也會產生噪聲。
(a)開關電路;(b)浪涌電壓
圖2 開關電路及浪涌電壓
對于同樣的電路,由于設計者不同,完成的產品其性能會有差異。原因是印制電路板的元器件配置布局等因設計者不同而異,由此使實際電路中的共用阻抗的耦合、電容耦合、電磁感應等條件也不同而引起的。也就是說,對于相同電路的開關電源,由于生產廠家或設計者不同其性能會有很大差異。
對于市售的電源模塊,很多情況下其內部原理圖與布局圖是不公開的,因此,作為黑匣子處理時需要注意。連續使用同一廠家標準產品時,由于廠家降低成本等原因,有時產品不改變外觀,而改變了內部電路或印制電路板,這種改變有可能引起噪聲故障,因此,需要與廠家保持密切聯系。
為了防止噪聲引起的故障,在實施的產品質量管理、獨立進行噪聲特性的測量的同時,還需要了解開關電源與噪聲之間的關系。
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