




电源设计中即使是普通的直流到直流开关转换器的设计都会出现一系列问题,尤其在高功率电源设计中更是如此。除功能性考虑以外,工程师必须保证设计的鲁棒性,以符合成本目标要求以及热性能和空间限制,当然同时还要保证设计的进度。另外,出于产品规范和系统性能的考虑,电源产生的电磁干扰(EMI)必须足够低。不过,电源的电磁干扰水平却是设计中难预计的项目。有些人甚至认为这简直是不可能的,设计人员能做的就是在设计中进行充分考虑,尤其在布局时。
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电源模块输出纹波噪声过大原因
输出纹波噪声过大的原因:
(1)电源模块与主电路噪声敏感元件距离过近
(2)主电路噪声敏感元件的电源输入端处未接去耦电容
(3)多路系统中各单路输出的电源模块之间产生差频干扰
(4)地线处理不合理
解决方法:可以通过将模块与噪声器件隔离或在主电路使用去耦电容等方案改善。如:将电源模块尽可能远离主电路噪声敏感元件或模块与主电路噪声敏感元件进行隔离,主电路噪声敏感元件(如:A/D、D/A或MCU等)的电源输入端处接0.1μF去耦电容,使用一个多路输出的电源模块代替多个单路输出模块消除差频干扰,采用远端一点接地、减小地线环路面积。
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在频域内测量辐射和传导电磁干扰,这就是对已知波形做傅里叶级数展开,本文中我们着重考虑辐射电磁干扰性能。在同步压转换器中,引起电磁干扰的主要开关波形是由Q1和Q2产生的,也就是每个场效应管在其各自导通周期内从漏极到源极的电流di/dt。图2所示的电流波形(Q和Q2on)不是很规则的梯形,但是我们的操作自由度也就更大,因为导体电流的过渡相对较慢,所以可以应用Henry Ott经典著作《电子系统中的噪声降低技术》中的公式1。我们发现,对于一个类似的波形,其上升和下降时间会直接影响谐波振幅或傅里叶系数(In)。
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