你的位置:首頁 > EMC安規(guī) > 正文
同步開關(guān)穩(wěn)壓器電磁干擾的來源與對(duì)策
發(fā)布時(shí)間:2019-10-21 責(zé)任編輯:xueqi
【導(dǎo)讀】同步開關(guān)穩(wěn)壓器由于效率高,在負(fù)載點(diǎn)(POL)電源領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。但是相對(duì)于異步開關(guān)穩(wěn)壓器,同步開關(guān)穩(wěn)壓器可能會(huì)產(chǎn)生額外的電磁干擾。本文通過比較這兩種開關(guān)穩(wěn)壓器,闡明同步開關(guān)穩(wěn)壓器額外的電磁干擾產(chǎn)生的來源,以及如何使用肖特基二極管來減少此類電磁干擾。最后給出產(chǎn)品選型方面的小技巧。
同步開關(guān)穩(wěn)壓器VS異步開關(guān)穩(wěn)壓器
開關(guān)穩(wěn)壓器的工作原理是:通過重復(fù)切換開關(guān)(如下圖的S1、S2)的“通”和“斷”狀態(tài),把DC輸入電壓轉(zhuǎn)化成PWM波形,然后使用電感、電容等能量存貯部件使其平滑,以轉(zhuǎn)換成所希望的DC輸出電壓。
而同步開關(guān)穩(wěn)壓器與異步開關(guān)穩(wěn)壓器之間的主要區(qū)別在于:同步開關(guān)穩(wěn)壓器使用晶體管S2來代替二極管D1。(如下圖電路所示)
圖1:同步開關(guān)穩(wěn)壓器與異步開關(guān)穩(wěn)壓器比較
通常來說, 晶體管開關(guān)承載電流時(shí)的壓降要比二極管更低。因此同步開關(guān)穩(wěn)壓器的能量損耗更小,效率更高。但是與異步開關(guān)穩(wěn)壓器相比,同步開關(guān)穩(wěn)壓器容易產(chǎn)生額外的電磁干擾。那么額外的電磁干擾是怎么產(chǎn)生的呢?
電磁干擾的來源與對(duì)策
同步開關(guān)穩(wěn)壓器有一個(gè)天生的缺陷,就是當(dāng)S1與S2同時(shí)導(dǎo)通時(shí),會(huì)產(chǎn)生短路危險(xiǎn),這會(huì)損壞開關(guān)。所以必須確保兩個(gè)開關(guān)永遠(yuǎn)不會(huì)同時(shí)導(dǎo)通。為了個(gè)避免這種情況發(fā)生,會(huì)采取一些措施,而這些措施可能會(huì)帶來額外的電磁干擾。我們來梳理一下這個(gè)過程是如何發(fā)生的。
圖2:同步開關(guān)穩(wěn)壓器電磁干擾產(chǎn)生的原因和解決方案(點(diǎn)擊圖片放大,查看詳情)
我們可以使用一個(gè)額外的肖特基二極管來減少此類電磁干擾。肖特基二極管的反向恢復(fù)時(shí)間非常短,甚至反向恢復(fù)時(shí)間為0。并且在死區(qū)時(shí)間開始時(shí),能非??焖俚匚针娏鳌_@可減緩開關(guān)節(jié)點(diǎn)處的電壓陡降,從而減少由于耦合效應(yīng)而產(chǎn)生并分布到電路上的電磁干擾。
下圖是一個(gè)典型的降壓同步開關(guān)穩(wěn)壓電路(查看Scheme-it原理圖),其使用ADI ADP2443為同步開關(guān)穩(wěn)壓芯片。采用N溝道MOSFET和額外的肖特基二極管,可最大限度地減少干擾。
圖3:肖特基二極管在同步開關(guān)穩(wěn)壓器中的應(yīng)用
電路中關(guān)鍵元器件選型
同步/異步開關(guān)穩(wěn)壓器選型
異步開關(guān)穩(wěn)壓器是簡(jiǎn)單且牢固的方式,而同步開關(guān)穩(wěn)壓器效率更高。如何在選型時(shí)區(qū)分這兩類穩(wěn)壓器呢?
Digi-Key官網(wǎng)上,開關(guān)穩(wěn)壓器選型列表中,提供了許多可供選擇的參數(shù)。在“同步整流器”欄中選擇“是”,對(duì)應(yīng)的就是同步開關(guān)穩(wěn)壓器。
圖4:Digi-Key同步/異步開關(guān)穩(wěn)壓器選型
肖特基二極管選型
肖特基二極管可以設(shè)計(jì)得非常緊湊,因?yàn)樗鼉H在死區(qū)時(shí)間內(nèi),短時(shí)間承載電流。
它的特點(diǎn)是:僅在死區(qū)時(shí)間承載電流,溫升小、尺寸小、成本低、結(jié)構(gòu)緊湊。
Digi-Key官網(wǎng)上,肖特基二極管選型列表中,提供“反向恢復(fù)時(shí)間”欄。為了減少額外的電磁干擾,反向恢復(fù)時(shí)間越小越好。
圖5:Digi-Key肖特基二極管選擇選型
本文小結(jié)
同步開關(guān)穩(wěn)壓器效率高,在各個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,但是與此同時(shí)它可能會(huì)伴有額外電磁干擾的產(chǎn)生。只有了解其中的原理,對(duì)癥下藥,才能花費(fèi)最小的成本,藥到病除。
來源:Digi-Key 作者:Alan Yang
特別推薦
- 復(fù)雜的RF PCB焊接該如何確保恰到好處?
- 電源效率測(cè)試
- 科技的洪荒之力:可穿戴設(shè)備中的MEMS傳感器 助運(yùn)動(dòng)員爭(zhēng)金奪銀
- 輕松滿足檢測(cè)距離,勞易測(cè)新型電感式傳感器IS 200系列
- Aigtek推出ATA-400系列高壓功率放大器
- TDK推出使用壽命更長(zhǎng)和熱點(diǎn)溫度更高的全新氮?dú)馓畛淙嘟涣鳛V波電容器
- 博瑞集信推出低噪聲、高增益平坦度、低功耗 | 低噪聲放大器系列
技術(shù)文章更多>>
- 聚焦制造業(yè)企業(yè)貨量旺季“急難愁盼”,跨越速運(yùn)打出紓困“連招”
- 選擇LDO時(shí)的主要考慮因素和挑戰(zhàn)
- 兩張圖說清楚共射極放大器為什么需要發(fā)射極電阻
- 授權(quán)代理商貿(mào)澤電子供應(yīng)Toshiba多樣化電子元器件和半導(dǎo)體產(chǎn)品
- 科技的洪荒之力:可穿戴設(shè)備中的MEMS傳感器 助運(yùn)動(dòng)員爭(zhēng)金奪銀
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
光收發(fā)器
光通訊器件
光纖連接器
軌道交通
國(guó)防航空
過流保護(hù)器
過熱保護(hù)
過壓保護(hù)
焊接設(shè)備
焊錫焊膏
恒溫振蕩器
恒壓變壓器
恒壓穩(wěn)壓器
紅外收發(fā)器
紅外線加熱
厚膜電阻
互連技術(shù)
滑動(dòng)分壓器
滑動(dòng)開關(guān)
輝曄
混合保護(hù)器
混合動(dòng)力汽車
混頻器
霍爾傳感器
機(jī)電元件
基創(chuàng)卓越
激光二極管
激光器
計(jì)步器
繼電器