在當(dāng)今電子設(shè)備多樣化和高性能化的發(fā)展趨勢下,開關(guān)穩(wěn)壓電源作為關(guān)鍵的供電部件,其性能優(yōu)劣直接影響著設(shè)備的整體表現(xiàn)。雙環(huán)反激開關(guān)穩(wěn)壓電源憑借獨(dú)特的電路拓?fù)浜凸ぷ魈匦?,在中小功率?yīng)用領(lǐng)域占據(jù)重要地位。傳統(tǒng)控制電路在面對(duì)復(fù)雜工況時(shí),暴露出諸如動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢、穩(wěn)定性欠佳等問題,開發(fā)一種新型控制電路以提升雙環(huán)反激開關(guān)穩(wěn)壓電源的綜合性能迫在眉睫。
開關(guān)電源(SMPS)憑借高效、小型化的優(yōu)勢,廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備中。但開關(guān)電源在工作時(shí),因高頻開關(guān)動(dòng)作、元器件特性等因素,容易產(chǎn)生噪聲。這些噪聲不僅會(huì)影響自身性能,還可能干擾周邊電子設(shè)備,因此準(zhǔn)確測量開關(guān)電源中的噪聲至關(guān)重要。下面將詳細(xì)介紹測量開關(guān)電源噪聲的相關(guān)知識(shí)和具體方法。
在電子電路的設(shè)計(jì)與應(yīng)用中,確保電源進(jìn)入集成電路(IC)的穩(wěn)定性至關(guān)重要。電源去耦作為一種關(guān)鍵技術(shù)手段,對(duì)于維持電源進(jìn)入 IC 各點(diǎn)的低阻抗發(fā)揮著不可或缺的作用。無論是模擬集成電路,如放大器和轉(zhuǎn)換器,還是混合信號(hào)器件,像 ADC 和 DAC,亦或是數(shù)字 IC,例如 FPGA,它們的正常工作都與電源的穩(wěn)定性緊密相連。
在電子設(shè)備的電源供應(yīng)領(lǐng)域,如何實(shí)現(xiàn)高效且穩(wěn)定的供電一直是工程師們不懈追求的目標(biāo)。開關(guān)穩(wěn)壓器因其較高的效率在眾多應(yīng)用中得到廣泛使用,然而,其固有的噪聲問題卻常常成為限制其進(jìn)一步應(yīng)用的瓶頸。尤其是在為對(duì)噪聲極為敏感的設(shè)備,如 ADC、PLL 或 RF 收發(fā)器等供電時(shí),開關(guān)穩(wěn)壓器的噪聲可能會(huì)顯著降低這些設(shè)備的性能。為了解決這一問題,在開關(guān)穩(wěn)壓器的輸出端增加次級(jí) LC 濾波器成為一種常見的做法,它能夠有效減少紋波和抑制噪聲。但是,傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式中,二級(jí) LC 輸出濾波器也帶來了新的挑戰(zhàn),如功率級(jí)傳輸函數(shù)建模為不穩(wěn)定的四階系統(tǒng),若考慮電流環(huán)路的采樣數(shù)據(jù)效應(yīng),完整的控制至輸出傳遞函數(shù)甚至?xí)優(yōu)槲咫A系統(tǒng),這使得系統(tǒng)穩(wěn)定性難以保證。那么,是否存在一種方法,能讓帶有次級(jí) LC 濾波器的開關(guān)穩(wěn)壓器在保證高效的同時(shí),實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定且低噪聲的電源供應(yīng)呢?答案是肯定的,有一種創(chuàng)新的混合反饋方法可以達(dá)成這一目標(biāo)。
在汽車產(chǎn)業(yè)持續(xù)變革的當(dāng)下,汽車 MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))產(chǎn)業(yè)正處于快速發(fā)展的進(jìn)程中。諸多因素共同作用于這一產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,而其中安全法規(guī)的影響力不容小覷,始終是推動(dòng)汽車 MEMS 產(chǎn)業(yè)增長的關(guān)鍵要素。
在現(xiàn)代電子設(shè)備中,開關(guān)電源系統(tǒng)以其高效、緊湊等諸多優(yōu)勢,成為各類設(shè)備不可或缺的供電部分。然而,開關(guān)電源工作過程中產(chǎn)生的電磁干擾(EMI)問題,嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的電磁兼容性(EMC)。本文將圍繞開關(guān)電源系統(tǒng)產(chǎn)品 EMC 展開三大方面的思考,深入剖析問題并探尋解決方案。
電動(dòng)汽車充電樁、數(shù)據(jù)中心電源及工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備等高可靠性場景,直流濾波電容作為能量緩沖與紋波抑制的核心元件,其壽命直接決定系統(tǒng)維護(hù)周期與運(yùn)行成本。然而,實(shí)際工況中電容同時(shí)承受高溫、高頻紋波電流及等效串聯(lián)電阻(ESR)的聯(lián)合作用,導(dǎo)致傳統(tǒng)基于單一因素的壽命模型誤差顯著。本文通過構(gòu)建溫度-紋波電流-ESR的聯(lián)合加速老化試驗(yàn)框架,揭示多物理場耦合下的電容失效機(jī)理,為工程選型提供量化依據(jù)。
工業(yè)自動(dòng)化、新能源汽車充電系統(tǒng)及數(shù)據(jù)中心電源等高可靠性場景,直流共模電感作為抑制傳導(dǎo)干擾的核心元件,其選型需精準(zhǔn)平衡飽和電流、磁芯損耗與系統(tǒng)效率。本文基于磁性材料B-H曲線特性,結(jié)合斯坦梅茨方程與修正系數(shù)模型,構(gòu)建飽和電流選型框架,并量化分析磁芯損耗對(duì)電感性能的影響。
在工業(yè)自動(dòng)化、新能源汽車、數(shù)據(jù)中心等高可靠性場景中,直流電源濾波器作為抑制電磁干擾(EMI)的核心器件,其性能直接影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。本文基于工程實(shí)踐與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),構(gòu)建以插入損耗、額定電流為核心的六維評(píng)估模型,從技術(shù)參數(shù)、測試方法、環(huán)境適應(yīng)性等維度提供系統(tǒng)性選型方案。
在直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中,電磁兼容性(EMC)設(shè)計(jì)是保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的核心環(huán)節(jié)。電機(jī)啟停、換向及負(fù)載突變產(chǎn)生的瞬態(tài)過電壓和浪涌電流,可能通過電源線或信號(hào)線傳導(dǎo)至控制電路,引發(fā)器件損壞或誤動(dòng)作。TVS二極管與壓敏電阻作為兩種主流的浪涌防護(hù)器件,其動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度的差異直接影響防護(hù)效果。本文將從工作原理、響應(yīng)特性、應(yīng)用場景及選型策略四個(gè)維度,系統(tǒng)對(duì)比分析兩者的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性,為直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的EMC防護(hù)提供技術(shù)參考。
在直流電力電子系統(tǒng)的電磁兼容性(EMC)設(shè)計(jì)中,EMC器件的頻率響應(yīng)特性是決定其濾波效能的核心參數(shù)。從10Hz到10MHz的頻段覆蓋了電源線噪聲、開關(guān)紋波、射頻干擾等關(guān)鍵干擾源,而阻抗-相位曲線作為描述器件動(dòng)態(tài)特性的直觀工具,能夠揭示電感、電容、磁珠等元件在不同頻率下的等效電路模型變化。本文將系統(tǒng)闡述如何通過阻抗幅值與相位角的聯(lián)合分析,準(zhǔn)確解讀直流EMC器件的頻率響應(yīng)行為。
數(shù)據(jù)中心作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)的核心基礎(chǔ)設(shè)施,其直流供電系統(tǒng)的電磁兼容性(EMC)直接關(guān)系到服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。在直流供電鏈路中,磁珠作為關(guān)鍵EMC元件,被廣泛應(yīng)用于抑制高頻噪聲、隔離敏感電路及防止干擾傳播。然而,磁珠選型面臨一個(gè)核心矛盾:直流電阻(DCR)與交流阻抗(AC Impedance)的權(quán)衡——低DCR可減少直流功耗,但可能犧牲高頻阻抗;高AC阻抗雖能有效抑制噪聲,卻會(huì)增大直流壓降,影響系統(tǒng)效率。這一矛盾在數(shù)據(jù)中心高密度、低功耗的發(fā)展趨勢下尤為突出,需通過材料創(chuàng)新、拓?fù)鋬?yōu)化及系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)化解。
在開關(guān)電源設(shè)計(jì)中,電磁干擾(EMI)前置濾波是確保設(shè)備通過輻射與傳導(dǎo)發(fā)射測試的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。XY電容作為濾波電路的核心元件,其容值選擇直接影響高頻噪聲的衰減效果,但受限于安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的爬電距離與電氣間隙,大容值電容的引入往往導(dǎo)致PCB布局困難甚至違反安全規(guī)范。這一矛盾在緊湊型電源設(shè)計(jì)(如適配器、充電器)中尤為突出,需通過材料創(chuàng)新、結(jié)構(gòu)優(yōu)化與電路設(shè)計(jì)的協(xié)同方案加以化解。
軌道交通直流牽引系統(tǒng)作為城市軌道交通的核心動(dòng)力單元,其電磁兼容性(EMC)直接關(guān)系到系統(tǒng)安全、設(shè)備壽命及乘客體驗(yàn)。在EMC標(biāo)準(zhǔn)體系中,IEC 62497-2《鐵路應(yīng)用 絕緣協(xié)調(diào) 第2部分:過電壓和相關(guān)保護(hù)》與GB/T 24338系列標(biāo)準(zhǔn)(中國軌道交通EMC國家標(biāo)準(zhǔn))是兩大核心框架,二者在器件選型要求上存在顯著差異。本文從標(biāo)準(zhǔn)背景、技術(shù)側(cè)重點(diǎn)及器件選型邏輯三個(gè)維度展開對(duì)比分析。
光子集成電路(PIC)作為光通信與光計(jì)算的核心載體,正通過硅基光電子集成技術(shù)實(shí)現(xiàn)超高速、低功耗的數(shù)據(jù)傳輸。然而,隨著調(diào)制速率突破200Gbps、集成密度向百萬晶體管/mm2演進(jìn),電磁兼容(EMC)問題已成為制約其性能與可靠性的關(guān)鍵瓶頸。本文聚焦光子集成電路的EMC挑戰(zhàn),重點(diǎn)分析硅基光調(diào)制器驅(qū)動(dòng)電路中的電光耦合干擾抑制技術(shù)。