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。
在現(xiàn)代電子設(shè)備中,開關(guān)電源因其高效、緊湊等優(yōu)勢,成為電力轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部件。隨著能源效率要求的不斷提高以及電子設(shè)備多樣化的負(fù)載需求,單一控制模式的開關(guān)電源難以在全負(fù)載范圍內(nèi)保持高效運(yùn)行。多模式控制策略應(yīng)運(yùn)而生,它通過在不同負(fù)載條件下靈活切換控制模式,顯著提升了開關(guān)電源的整體性能。
開關(guān)電源憑借其高效節(jié)能、體積小巧等優(yōu)勢,已成為現(xiàn)代電子設(shè)備供電的主流選擇。相較于傳統(tǒng)的工頻變壓器電源,開關(guān)電源摒棄了笨重的工頻變壓器,通過高頻開關(guān)動(dòng)作實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換,極大地提高了電源效率并減小了體積。單端反激式開關(guān)電源作為開關(guān)電源家族中的一員,因其電路結(jié)構(gòu)簡單、輸入輸出電氣隔離以及成本低廉等特性,在小功率電源應(yīng)用領(lǐng)域占據(jù)著重要地位。從手機(jī)充電器到工業(yè)控制設(shè)備的輔助電源,單端反激式開關(guān)電源廣泛應(yīng)用于各種場景。而在其設(shè)計(jì)過程中,電路級設(shè)計(jì)和電壓反饋環(huán)設(shè)計(jì)是確保電源性能穩(wěn)定、輸出電壓精準(zhǔn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
在現(xiàn)代電子設(shè)備中,離線式開關(guān)電源因其高效、緊湊等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用。從日常的手機(jī)充電器到復(fù)雜的工業(yè)設(shè)備電源,離線式開關(guān)電源無處不在。其內(nèi)部電源電路作為關(guān)鍵組成部分,對整個(gè)電源系統(tǒng)的性能起著至關(guān)重要的作用。它不僅要為開關(guān)電源的控制芯片及其他內(nèi)部電路提供穩(wěn)定可靠的電源,還要在各種復(fù)雜的工作條件下保證自身的穩(wěn)定性與安全性。
在科技日新月異的今天,從我們?nèi)粘J褂玫闹悄苁謾C(jī)、筆記本電腦,到工業(yè)生產(chǎn)中的自動(dòng)化設(shè)備、通信基站,再到醫(yī)療領(lǐng)域的精密儀器,電子設(shè)備已廣泛滲透到生活的各個(gè)角落。而在這些設(shè)備的運(yùn)行中,開關(guān)電源扮演著不可或缺的角色,作為 “能量心臟”,為各種電子設(shè)備穩(wěn)定、高效地供電。
小封裝,高能效,設(shè)計(jì)靈活,最大輸出電流 6A,最低工作電壓0.6V
在開關(guān)電源設(shè)計(jì)中,地彈噪聲(Ground Bounce)引發(fā)的邏輯誤觸發(fā)、信號完整性劣化及電磁輻射問題已成為制約系統(tǒng)可靠性的核心瓶頸。某DC-DC轉(zhuǎn)換器在12V轉(zhuǎn)3.3V電路中,因布局不合理導(dǎo)致1%產(chǎn)品無法啟動(dòng),經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)地彈噪聲使COMP引腳電壓跌破-0.5V閾值,觸發(fā)芯片保護(hù)模式。本文提出基于分割地層與磁珠選型的量化評估準(zhǔn)則,結(jié)合物理公式與仿真驗(yàn)證,實(shí)現(xiàn)地彈噪聲抑制30dB以上的效果。
由于電容容量無法無限增加,因此總會(huì)存在一定量的低頻紋波。經(jīng)過DC/DC變換器衰減后的交流紋波,在開關(guān)電源輸出端呈現(xiàn)為低頻噪聲,其大小主要受DC/DC變換器的變比和控制系統(tǒng)增益的影響。值得注意的是,電流型控制DC/DC變換器的紋波抑制相比電壓型有所提升,但輸出端的低頻交流紋波仍相對較大。為了實(shí)現(xiàn)開關(guān)電源的低紋波輸出,必須采取措施對低頻電源紋波進(jìn)行濾波,這可以通過前級預(yù)穩(wěn)壓和增大DC/DC變換器閉環(huán)增益來實(shí)現(xiàn)。
由于快速開關(guān),電壓和電流波形的上升沿和下降沿變化更快。急劇的變化會(huì)在高頻下產(chǎn)生大量能量,成為開關(guān)模式電源供應(yīng)中 EMI 的主要來源。這種高頻能量會(huì)在電源供應(yīng)的諧振腔內(nèi)產(chǎn)生振鈴。
高頻變壓器,作為變換交流電壓、電流和阻抗的關(guān)鍵器件,其工作原理在于鐵芯(或磁芯)中產(chǎn)生的交流磁通。當(dāng)初級線圈中通入交流電流時(shí),這一磁通便在鐵芯中形成,進(jìn)而在次級線圈中感應(yīng)出相應(yīng)的電壓(或電流)。變壓器由鐵芯(或磁芯)與線圈共同構(gòu)成,其中線圈包含兩個(gè)或以上的繞組,接電源的繞組被稱為初級線圈,其余則為次級線圈。變壓器的磁芯種類繁多,如罐型磁芯、RM型磁芯、E型磁芯等,它們對變壓器的工作性能有著深遠(yuǎn)的影響。接下來,我們將深入探討這些磁芯形狀對變壓器工作的影響。
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一直以來,開關(guān)電源都是大家的關(guān)注焦點(diǎn)之一。因此針對大家的興趣點(diǎn)所在,小編將為大家?guī)黹_關(guān)電源的相關(guān)介紹,詳細(xì)內(nèi)容請看下文。
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開關(guān)電源內(nèi)部的功率開關(guān)管工作在高頻開關(guān)狀態(tài),本身消耗的能量很低,電源效率可達(dá)75%~90%,比普通線性穩(wěn)壓電源(線性電源)提高一倍。
開關(guān)電源,這一利用現(xiàn)代電力技術(shù)調(diào)控開關(guān)晶體管通斷時(shí)間比率的電源設(shè)備,其核心在于維持穩(wěn)定輸出電壓。這種電源通常由脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制的金氧半場效晶體管構(gòu)成,是現(xiàn)代電力電子技術(shù)的重要一環(huán)。隨著電力電子學(xué)的發(fā)展方向從低頻技術(shù)轉(zhuǎn)向高頻技術(shù),開關(guān)電源技術(shù)在電力電子應(yīng)用和各類電源系統(tǒng)中都扮演著不可或缺的角色。
開關(guān)電源是一種通過控制開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間,將直流電轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定輸出的直流電源。其工作頻率指的是開關(guān)管在單位時(shí)間內(nèi)完成導(dǎo)通和關(guān)斷的次數(shù),通常以赫茲(Hz)為單位表示。開關(guān)電源的頻率對其性能和效率有著重要影響。
開關(guān)電源PCB布局的核心原則是:通過緊湊布局、優(yōu)化電流路徑、控制安規(guī)間距、強(qiáng)化散熱管理、合理配置濾波電容及分層設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)高效率、低噪聲和穩(wěn)定性。?
在現(xiàn)代電子設(shè)備的蓬勃發(fā)展進(jìn)程中,DCDC 開關(guān)電源憑借其效率高、體積小、成本低等顯著優(yōu)勢,在通信、計(jì)算機(jī)、消費(fèi)電子以及工業(yè)控制等眾多領(lǐng)域獲得了極為廣泛的應(yīng)用。然而,隨著電子設(shè)備朝著高頻化、集成化和小型化的方向不斷邁進(jìn),DCDC 開關(guān)電源所產(chǎn)生的噪聲問題也日益凸顯,逐漸成為制約其進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用的關(guān)鍵因素之一。尤其是輸入前端噪聲,不僅會(huì)對電源本身的性能產(chǎn)生不良影響,還可能通過傳導(dǎo)或輻射的方式干擾周邊的電子設(shè)備,甚至引發(fā)系統(tǒng)故障。因此,深入研究 DCDC 開關(guān)電源輸入前端噪聲的產(chǎn)生機(jī)理、傳播路徑以及有效的抑制方法,對于提高電源的可靠性和電磁兼容性具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。