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如何降低DCDC開關(guān)電源布局設(shè)計(jì)的噪聲

出處:衡麗電子 發(fā)布于:2020-10-21 14:31:40

  在設(shè)計(jì)電源過程中,    的工作頻率是一個(gè)重要的參數(shù)。對于低頻,往往對應(yīng)周圍器件的尺寸增大,從而成本也增加。工作頻率高,周圍器件尺寸減小,但是對應(yīng)的自身損耗也增加。那么如何降低噪聲?



  在上圖中,可以看到當(dāng)頻率在100Khz時(shí),電感占據(jù)主要地位,隨著頻率升高,電感的體積也是在減小的,感值也相應(yīng)的再減少。輸出端的電容值也是隨頻率升高而降低。輸入端的電容基本上保持不變。

  2.頻率與損耗關(guān)系

  對于半導(dǎo)體器件,損耗包括兩部分,一部分是開關(guān)損耗,一部分是傳導(dǎo)損耗,開關(guān)損耗隨頻率的升高而升高,傳導(dǎo)損耗不受工作頻率的影響。當(dāng)開關(guān)損耗與傳導(dǎo)損耗相等時(shí),總損耗    。

  通過以上兩個(gè)參數(shù),可以合理的設(shè)計(jì)電源工作頻率。

  3.電源布局設(shè)計(jì)---噪聲的來源和降低

  1)運(yùn)放的輸入與輸出

  在設(shè)計(jì)電源時(shí),良好的布局可以降低電源噪聲,電源噪聲主要有三種:運(yùn)算放大器的輸入與輸出,參考電壓和斜坡。如下圖所示:

  運(yùn)放輸入端可能是電源中    為敏感的點(diǎn),若要減小噪聲,必須    化節(jié)點(diǎn)長度,并盡可能將反饋和輸入組件靠近運(yùn)放放置。如果反饋網(wǎng)絡(luò)中存在高頻積分內(nèi)容,    理想的布局是,將反饋電阻放置到靠近運(yùn)放的輸入端,如果高頻信號注入電阻-電容節(jié)點(diǎn),高頻信號就要承受電阻阻抗,而電容對于高頻的阻抗很小。

  2)斜坡

  斜坡通常由電容器充放電引起(電壓模式),或者由電源開關(guān)的采樣電流(電流模式)。電壓模式影響不大,因?yàn)殡娙輰Ω哳l輸入的信號阻抗很小,但是電流模式卻是個(gè)問題。如下圖所示:

  對于上圖中的    個(gè)圖,可以采用IC控制上升沿消隱方法來去除,對于第二個(gè)圖,可以采用并聯(lián)多個(gè)電容的方法去除(主要是因?yàn)榉浅浞中甭恃a(bǔ)償)。

  4.電源噪聲的解決辦法

  第三點(diǎn)已經(jīng)提及了幾種引起電壓噪聲的方法,那么在排查電源噪聲的時(shí)候,需要從三點(diǎn)入手。

  1)觀察運(yùn)放的輸出端是否有高頻變化,改變補(bǔ)償組件;

  2)運(yùn)放的參考電壓,可以選用可靠的電壓源,TL431較常用;

  3)通過改變MOS的柵極電阻也可以對開關(guān)波形有一定的作用。

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