大多數(shù)傳導(dǎo) EMI 問(wèn)題是由共模噪聲引起的。 此外,大多數(shù)共模噪聲問(wèn)題是由電源中的寄生電容引起的。 開關(guān)電源本質(zhì)上具有高 dV/dt 的節(jié)點(diǎn)。將寄生電容與高 dV/dt 混合會(huì)產(chǎn)生 EMI 問(wèn)題。當(dāng)寄生電容的另一端連接到電源的輸入端時(shí),少量電流會(huì)直接泵入電源線。
大多數(shù)可靠的電源(包括容差)可以分為兩個(gè)電壓類別:低壓線或高壓線。現(xiàn)代電子產(chǎn)品通常使用直流電 (DC) 而非交流電。電流之間的這種差異需要電源才能使能量可用;電源需要支持的輸入范圍將直接影響成本和性能。
首先,使用降壓轉(zhuǎn)換器使輸出電壓低于輸入電壓。下圖顯示了降壓轉(zhuǎn)換器原理圖和布局。
可靠性只指產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間區(qū)間內(nèi)完成功能的能力。這是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中給出的定義。標(biāo)準(zhǔn)的作用是用來(lái)衡量一個(gè)產(chǎn)品的好壞。那么怎么如何評(píng)價(jià)一個(gè)產(chǎn)品可靠性的好壞呢?這就需要對(duì)這個(gè)定義進(jìn)行度量。
多相轉(zhuǎn)換器的主要優(yōu)點(diǎn)是紋波電流消除和較低的每相電流。這些條件可以帶來(lái)一些二次改進(jìn),例如更低的輸出電壓紋波、更小的尺寸、更高的效率、更低的熱耗散和更好的瞬態(tài)性能。由于成本和復(fù)雜性,通常不考慮將多相轉(zhuǎn)換器用于低功率系統(tǒng)。然而,有許多設(shè)備將多相轉(zhuǎn)換器的功率水平推向越來(lái)越低的水平。
濾波器可以定義為:濾波器是一種選頻裝置,可以使信號(hào)中特定的頻率成分通過(guò),而極大地衰減其他頻率成分。利用濾波器的這種選頻作用,可以濾除干擾噪聲或進(jìn)行頻譜分析。換句話說(shuō),凡是可以使信號(hào)中特定的頻率成分通過(guò),而極大地衰減或抑制其他頻率成分的裝置或系統(tǒng)都稱之為濾波器。
構(gòu)建可靠的硬件要求我們?cè)谠O(shè)計(jì)階段考慮所有公差。許多參考文獻(xiàn)討論了參數(shù)偏差導(dǎo)致的有源元件誤差——展示了如何計(jì)算運(yùn)算放大器失調(diào)電壓、輸入電流和類似參數(shù)的影響——但很少有人考慮無(wú)源元件容差。確實(shí)考慮了組件容差的參考文獻(xiàn)是從科學(xué)家而不是電路設(shè)計(jì)人員的角度出發(fā)的。
對(duì)于非比例電路,我們必須假設(shè)完整的電阻容差,因?yàn)槿莶畈粫?huì)分開。我們可以將輸出電壓計(jì)算為 V OUT =IR,其中 I 是理想的 1mA 電流源,R 是 5% 的電阻器(圖 1a)。V OUT =1 mA (1±0.05±0.05)1 kΩ=(1±0.05±0.05)V。V OUT的范圍是 0.9V≤V OUT ≤1.1V,但我們可以通過(guò)使用另一個(gè)電阻器調(diào)整初始容差來(lái)縮小范圍(圖 1b)。
有一天,我的老板讓我和他一起在會(huì)議室會(huì)見一些來(lái)自公共交通汽車制造商的人。他說(shuō)他們的其中一個(gè)供應(yīng)商的產(chǎn)品有問(wèn)題,并請(qǐng)求我們提供幫助
用于監(jiān)控負(fù)軌的電路,此電路和所有使用此拓?fù)涞碾娐返撵`感來(lái)自電流鏡拓?fù)浜透拍?,?Rsense 中的變化電流以及 Rsense 兩端的電壓會(huì)改變 Re2 中的電流,因此 Rc1 兩端的電壓呈線性變化時(shí)尚。
電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師經(jīng)常問(wèn)我,您如何提供雙極(正負(fù))電壓軌,同時(shí)將成本和復(fù)雜性降至最低?同時(shí),應(yīng)該如何應(yīng)對(duì)各種挑戰(zhàn)——從電流隔離和廣泛的輸入電壓到小型解決方案尺寸和電磁兼容性 (EMC)?例如,考慮工業(yè)通信應(yīng)用中的樓宇和工廠自動(dòng)化、測(cè)試和測(cè)量設(shè)備以及隔離式 RS-485 和 CAN 收發(fā)器。
全差分放大器 (FDA)是一種多用途的工具,它可以替代balun(或與它一同使用)的同時(shí),并且提供多種優(yōu)點(diǎn)。與傳統(tǒng)的使用單端輸出的放大器相比,電路設(shè)計(jì)人員在使用由FDA實(shí)現(xiàn)的全差分信號(hào)處理頻譜分析儀時(shí),能夠增加電路對(duì)外部噪聲的抗擾度,從而將動(dòng)態(tài)范圍加倍,并且減少偶次諧波。
第一個(gè)運(yùn)算放大器(op amps) 使用通常稱為分離式電源的東西,這意味著放大器的電源在接地周圍對(duì)稱,具有正極性和負(fù)極性。由于大多數(shù)電源使用變壓器來(lái)轉(zhuǎn)換 120 V 市電,因此一個(gè)簡(jiǎn)單的中心抽頭次級(jí)繞組可以輕松接入負(fù)電源。
傳統(tǒng)升壓 PFC 相比,無(wú)橋 PFC 消除了橋式整流器和橋式整流器的功率損耗。對(duì)于400W 電源,在 120VAC/60Hz 輸入下,橋式整流器的功率損耗高達(dá) 6W。由于橋式整流器的功耗,效率降低了1.5% ,這清楚地說(shuō)明了為什么人們?cè)谟懈咝室髸r(shí)會(huì)考慮無(wú)橋 PFC。
LLC 諧振轉(zhuǎn)換器的基本電路如下所述。LLC 諧振轉(zhuǎn)換器一般包含一個(gè)帶mosfet的控制器、一個(gè)諧振網(wǎng)絡(luò)和一個(gè)整流器網(wǎng)絡(luò)。控制器以50%的占空比交替為兩個(gè)mosfet提供門信號(hào),隨負(fù)載變化而改變工作頻率,調(diào)節(jié)輸出電壓vout,這稱為脈沖頻率調(diào)制(pfm)。諧振網(wǎng)絡(luò)包括兩個(gè)諧振電感和一個(gè)諧振電容(LLC )。諧振電感 lr、lm 與諧振電容cr 主要作為一個(gè)分壓器,其阻抗隨工作頻率而變化(如式1所示),以獲得所需的輸出電壓。