Technologies

News information

Как подавить пульсации импульсного источника питания и электромагнитные помехи, чтобы улучшить общую производительность источника питания

Выпуск на : 6 июн. 2022 г.
Как подавить пульсации импульсного источника питания и электромагнитные помехи, чтобы улучшить общую производительность источника питания
ST PWM IC MOSFET
Импульсный источник питания, как правило, состоит из ИС управления ШИМ с широтно-импульсной модуляцией и полевого МОП-транзистора, который управляет соотношением времени переключающей трубки для поддержания стабильного выходного напряжения. Из-за уменьшения количества витков железной катушки и объема железного сердечника потери импульсного источника питания очень малы, а эффективность, как правило, высока, обычно достигая 90% энергоэффективности. В сочетании с небольшими размерами и стабильной производительностью он имеет очевидные преимущества во многих аспектах.
Но и с другого ракурса его недостатки также очевидны. Перед нами также стоят такие проблемы, как сложная схема, высокий уровень шума источника питания, недостаточная переходная характеристика, сложная выходная пульсация и легкие электромагнитные помехи.Для некоторых малошумящих схем импульсные источники питания часто оказываются бессильными. Откуда возникают эти недостатки и как их избежать?
 
Подавление пульсаций и улучшение общей производительности импульсного источника питания
 
Пульсации могут представлять различные опасности для цепи и чрезвычайно опасны для цепи. Во-первых, после генерации пульсаций легко вызвать гармоники, которые нанесут вред самой схеме и снизят эффективность источника питания. Более высокая пульсация может вызвать скачки напряжения, которые напрямую разрушат цепь. Даже если схема не будет разрушена напрямую, это сильно повлияет на логическую взаимосвязь цифровой схемы и повлияет на работу.
 
Выходная пульсация импульсного источника питания в основном возникает из-за остаточной низкочастотной выходной пульсации, высокочастотной пульсации той же высокой частоты, что и операция переключения, синфазного пульсирующего шума, вызванного паразитными помехами, сверхвысокой частоты. частотный резонансный шум переключения силового устройства и управление регулировкой с обратной связью пульсирующий шум. Остаточная низкочастотная пульсация на выходе возникает из-за неудовлетворительной емкости фильтрующего конденсатора выходной цепи. Способ подавления этого типа пульсаций относительно прост, путем увеличения выходного конденсатора или параллельного уменьшения ESR. Пульсации, создаваемые регулированием с обратной связью, могут быть напрямую улучшены параметрами регулятора, чего также легче достичь.
 
Высокочастотная пульсация той же высокой частоты, что и операция переключения, возникает, когда силовое устройство используется для выполнения высокочастотного коммутационного преобразования, выпрямления и фильтрации входного постоянного напряжения, а затем реализует регулируемый выход, который в основном связан с частота преобразования импульсного источника питания, структура и параметры выходного фильтра. Желание подавить также начинается с частоты преобразования импульсного источника питания, структуры и параметров выходного фильтра. Увеличение выходного высокочастотного фильтра или использование многоступенчатой ​​фильтрации может лучше подавить пульсации.Начиная с рабочей частоты импульсного источника питания, частоту пульсаций можно увеличить, увеличив рабочую частоту импульсного источника питания, чтобы уменьшить ток колебания в индуктивности.
 
Есть много мест, где существуют паразитная емкость и паразитная индуктивность.Паразитная емкость между силовыми устройствами и трансформаторами, паразитная индуктивность проводов и шум синфазных пульсаций, вызванный паразитными помехами, должны быть устранены (подавлены) с помощью специально разработанных фильтров электромагнитных помех.Диоды с лучшей производительностью обратного восстановления также полезны.
1
(СТ)
Резонансный шум сверхвысокой частоты, создаваемый силовым устройством в процессе переключения, является более сложным и связан не только с емкостью перехода, но также тесно связан с индуктивностью рассеяния трансформатора и параметрами распределения импульсного источника питания. Разумная компоновка печатной платы может обеспечить более высокую стабильность всей схемной системы в любое время, что является важным принципом при решении таких проблем.
 
Уменьшение распределенной емкости является основным направлением подавления сверхвысокочастотного резонансного шума.В частности, этот метод может уменьшить распределенную емкость между переключающей трубкой и радиатором с помощью экранированной подложки или максимально уменьшить обмотку за счет улучшения Процесс намотки и структура Распределенная емкость между ними. Выбор диода и переключателя также очень важен.Емкость перехода переключателя напрямую влияет на уровень шума.Лучше всего выбрать диод с мягкими характеристиками восстановления, которые могут максимально снизить сверхвысокочастотный резонансный шум. .
 
Кроме того, перепады температуры изменят параметры устройства, что повлияет на пульсации, что также требует внимания.
 
Повреждение импульсного источника питания электромагнитными помехами
 
Электромагнитные помехи будут существовать в любой электронной системе.В импульсном источнике питания в процессе переключения транзистора и диода ток сильно меняется во время нарастания и спада, и легко генерировать радиочастотную энергию для формирования источника помех. . На таких компонентах, как коммутационные лампы, диоды и высокочастотные трансформаторы, очень легко генерировать источники помех, а сигнал ЭМП импульсных источников питания занимает широкий частотный диапазон и имеет определенную амплитуду.
 
Мы всегда стараемся максимально подавить электромагнитные помехи, и существует множество технологий для подавления электромагнитных помех.Технологии фильтрации, технологии экранирования, технологии герметизации и технологии заземления, которые обычно используются для контроля электромагнитных помех в импульсных источниках питания, являются относительно распространенными. В процессе переключения лампы и диода из-за наличия индуктивности рассеяния трансформатора и линейной индуктивности легко генерировать пиковое напряжение Обычно в этом случае используется метод поглощения RC / RCD, который значительно улучшить форму импульса переключения.
 
Уменьшение du/dt при включении и выключении питания является важной частью подавления помех от импульсного источника питания. На основе схемы переключения, добавляя небольшую индуктивность, емкость и другие резонансные элементы, можно сформировать схему мягкого переключения. Схема мягкого переключения вводит резонанс до и после процесса переключения, что может устранить явление перекрытия напряжения и тока и значительно уменьшить потери при переключении и помехи.