噪聲特性

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[導(dǎo)讀]目前存在許多不同的開關(guān)穩(wěn)壓器拓?fù)洹?

目前存在許多不同的開關(guān)穩(wěn)壓器拓?fù)洹Ｓ行┩負(fù)鋺?yīng)用十分廣泛，例如經(jīng)典的降壓型轉(zhuǎn)換器，也稱為降壓轉(zhuǎn)換器。然而，也有一些少為人知的開關(guān)模式DC-DC轉(zhuǎn)換器，包括Zeta拓?fù)?。這些拓?fù)浞譃榛就負(fù)浜蛿U(kuò)展拓?fù)??；就負(fù)渲皇褂脙蓚€(gè)開關(guān)、一個(gè)電感和兩個(gè)電容。它們都屬于非隔離式開關(guān)穩(wěn)壓器;即，未進(jìn)行電氣隔離的開關(guān)穩(wěn)壓器。此類拓?fù)浒ń祲恨D(zhuǎn)換器、升壓轉(zhuǎn)換器和反相降壓-升壓拓?fù)?。所有其他拓?fù)涠夹枰~外的元件。例如，SEPIC轉(zhuǎn)換器還需要耦合電容和第二電感。除了非隔離式開關(guān)穩(wěn)壓器外，還有一些穩(wěn)壓器是通過變壓器來實(shí)現(xiàn)電氣隔離。

電路設(shè)計(jì)人員通常將電源視為黑盒子或4極元件。其具有兩個(gè)輸入線路和兩個(gè)輸出線路。圖1所示為DC-DC轉(zhuǎn)換器的框圖符號(hào)。頂部是非電氣隔離式DC-DC轉(zhuǎn)換器，底部是電氣隔離式轉(zhuǎn)換器。

不同開關(guān)穩(wěn)壓器拓?fù)涞脑肼曁匦? src= 圖1. 開關(guān)模式電源顯示為黑盒子

圖1中未體現(xiàn)端子的噪聲特性。不同的開關(guān)穩(wěn)壓器拓?fù)湓?端口網(wǎng)絡(luò)端子處具有不同的噪聲特性。圖2顯示適合工業(yè)應(yīng)用的ADP2441通用降壓轉(zhuǎn)換器。它可以將24 V輸入電壓轉(zhuǎn)換為3.3V輸出電壓。采用這種拓?fù)鋾r(shí)，可以看出，輸入側(cè)會(huì)產(chǎn)生脈沖電流，因此噪聲很大。當(dāng)ADP2441上的高端開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，電流流入端子A。當(dāng)此開關(guān)關(guān)斷時(shí)，沒有電流流經(jīng)節(jié)點(diǎn)A。但是，輸出端C的噪聲很小。其中，輸出路徑中的電感可確保輸出端沒有脈沖電流。

不同開關(guān)穩(wěn)壓器拓?fù)涞脑肼曁匦? src= 圖2. 實(shí)際的開關(guān)穩(wěn)壓器拓?fù)湓O(shè)計(jì)

表1總結(jié)了開關(guān)穩(wěn)壓器基本噪聲特性，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員的概念設(shè)計(jì)提供了重要參考。表中列出了最常見的開關(guān)穩(wěn)壓器拓?fù)洹５谝恍兄甘据斎攵?即2端口網(wǎng)絡(luò)的端子A和B)的噪聲水平高低。第二行指示相應(yīng)拓?fù)涞妮敵龆?即2端口網(wǎng)絡(luò)的端子C和D)噪聲水平高低。表1顯示了噪聲水平的高低。

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