開關(guān)穩(wěn)壓器基本介紹,什么是開關(guān)穩(wěn)壓器
開關(guān)穩(wěn)壓器使用輸出級(jí),重復(fù)切換“開”和“關(guān)”狀態(tài),與能量存貯部件(電容器和感應(yīng)器)一起產(chǎn)生輸出電壓。它的調(diào)整是通過根據(jù)輸出電壓的反饋樣本來調(diào)整切換定時(shí)來實(shí)現(xiàn)的。在固定頻率的穩(wěn)壓器中,通過調(diào)節(jié)一個(gè)周期內(nèi)的高低電平的時(shí)間占空比來實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓的控制,假設(shè)設(shè)定高電平時(shí)接通,此時(shí)對(duì)能量存儲(chǔ)元件充電,使電容的電壓升高,輸出電壓就是電容的電壓也就增大了,反之同理。 這就是所謂的 PWM 控制。在門控振蕩器或脈沖模式穩(wěn)壓器中,開關(guān)脈沖的寬度和頻率保持恒定,但是,輸出開關(guān)的“開”或“關(guān)”由反饋控制。
開關(guān)穩(wěn)壓器的優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn): 效率高(減少散熱所需的電源)能夠處理較高的電源密度拓?fù)鋵W(xué),結(jié)果可用于傳遞單組或多組輸出電壓,且可大于或小于輸入電壓。
缺點(diǎn): 輸出漣波電壓高,產(chǎn)生電磁干擾(EMI),暫態(tài)恢復(fù)時(shí)間較短。
開關(guān)穩(wěn)壓器的EMI解決方案
隨著人們對(duì)能量效率要求的提高,越來越多產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時(shí)開始采用開關(guān)穩(wěn)壓器以取代線性穩(wěn)壓器。使用多個(gè)開關(guān)穩(wěn)壓器的電源系統(tǒng)日漸普及,而伴隨著穩(wěn)壓器數(shù)目的增加,電磁干擾(EMI)的影響也在加劇。為降低EMI,最簡(jiǎn)單、最具成本效益的方法之一就是采用多相、擴(kuò)頻時(shí)鐘。
多相同步
大多數(shù)開關(guān)穩(wěn)壓器的工作頻率都可利用一個(gè)外部時(shí)鐘來控制,而這個(gè)外部時(shí)鐘又決定了所產(chǎn)生EMI的基本頻率。利用這個(gè)特點(diǎn)可以將EMI設(shè)定在一個(gè)敏感頻段之外,而且,當(dāng)同時(shí)運(yùn)作多個(gè)開關(guān)穩(wěn)壓器時(shí),這是一個(gè)極為有用的特點(diǎn)。當(dāng)時(shí)鐘頻率彼此靠近并引起拍頻情況時(shí),多個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的開關(guān)穩(wěn)壓器有可能產(chǎn)生很大的峰值EMI。同樣,如果多個(gè)穩(wěn)壓器依靠單個(gè)時(shí)鐘來運(yùn)作,則EMI將被同步,并因此而變得非常集中。一種解決方案是以相同的時(shí)鐘頻率、不同的相位來驅(qū)動(dòng)每個(gè)穩(wěn)壓器。
多相同步指的是以單一時(shí)鐘頻率對(duì)多個(gè)開關(guān)電源進(jìn)行外部驅(qū)動(dòng)的方法,該方法在每個(gè)穩(wěn)壓器之間設(shè)置了一個(gè)時(shí)移。通過使每個(gè)開關(guān)電源錯(cuò)開接通(這樣一來,目前吸收輸入電流的工作相位先前則是一個(gè)死區(qū)),峰值開關(guān)電流得以減小。因此,使多個(gè)開關(guān)穩(wěn)壓器“異相”(而不是“同相”)同步可以減小峰值電流,從而降低EMI。
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