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【问】TI关于电源噪声方面的知识

开关电源相比线性电源的一个缺点就是 电源的噪声,现在想了解一下电源噪声是如何传播的,以及噪声对开关电源的影响,不知TI这么大的公司有没有这方面的资料或培训?
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zvszcs
LV.12
2
2012-08-03 12:24
赶紧回复,要搬牌的
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2012-08-03 12:57
@zvszcs
赶紧回复,要搬牌的

1:背景噪声是通过直流电源,由一次侧向交流220V电源传播的噪声,这种噪声源是开关电源的本身

2:辐射噪声通过空中传播,干扰其他的电子电路,为此,要在有开关电源的装置内的屏蔽、布线方式及元器件配置等方面采取相应对策

3:输出噪声是在开关电源输出端观察到的噪声,其作为共模噪声或正态噪声对负载影响较大

4:正态噪声是对称波形,共模噪声是非对称波形。对称波噪声是在线间传播的噪声,具有较低频率的能量,而非对称波噪声是在通过地线传播的噪声,这是一种高频噪声。

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2012-08-03 13:10

噪声一般是变压器或环形电感之类的震动产生的声音,当然还有布线时的一些平行走线引起的。

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awg360
LV.6
5
2012-08-03 13:34

相信版主更专业,呵呵

一般噪音来源于PCB设计/电路振荡/磁元件三方面:

1)电路振荡,电源输出有很大的低频稳波。多是电路稳定余度不够引起。理论上可以用系统控制理论中的频域法/时域法或劳斯判据做理论分析。现在;可以用计算机仿真方法方便的验证电路稳定性,以避免自激振荡发生,有多款软件可以用。对于已经做好的电路,可以增加输出滤波电容或电感/改变信号反馈位置/增加PI调节的积分电容/减少开环放大倍数等方法改善。

2PCB设计

A)主要是EMI噪音引起,射频噪音调整PI调节器,使输出误差信号中包含扰动。主要查看高频电容是否离开关元件太远,是否有大的C形环绕布线等等...

B)控制电路的PCB线至少有两点以上和功率电路共用。PCB覆铜线并非理想导体,它总是可以等效成电感或电阻体,当功率电流流过了和控制回路共用的PCB线,在PCB上产生电压降落,控制电路各节点分散在不同位置时,功率电流引起的电压降对控制网络家入了扰动,使电路发出噪音。这显现多发生在功率地线上,注意单点接地可以改善。

3)磁元件

磁材有磁至应变的特点,漆包线也会在泄露磁场中受到电动力的左右,这些因素的共同作用下,局部会发生泛音或1/N频率的共振。改变开关频率和磁元件浸漆可以改善。

 

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zhc7302
LV.9
6
2012-08-03 13:43
@zvszcs
赶紧回复,要搬牌的
在你的帖子下面回帖,你至少得给一块铁牌吧
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2012-08-03 13:48
@糊涂一时
噪声一般是变压器或环形电感之类的震动产生的声音,当然还有布线时的一些平行走线引起的。

声音来源于物体的震动。在开关电源中,能产生震动的,一般是变压器,还有电容。变压器的震动可以用浸漆,和调反馈环路可以得到解决。关于电容震动发出声音,遇见过,没刻意关注过。

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zhc7302
LV.9
8
2012-08-03 13:53
@zvszcs
赶紧回复,要搬牌的

噪声一般都是磁性元件和PCB布线造成的,电磁不分家嘛

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sstt99
LV.3
9
2012-08-03 14:17

在版主面前献丑了

    开关电源的噪声一般分为两大类:一是开关电源内部元器件形成的干扰;二是外界因素对开关电源产生的干扰。

    1、输入整流电路

    输入整流电路是产生电磁干扰最常见的原因。输入整流电路通常由整流二级管加滤波电容组成,整流管只有在输入电压超过电容上的电压时才导通,所以输入整流回路的电流不在是单一频率的正弦电流,而是有着丰富的高次谐波的脉冲电路。谐波(特别是高次谐波)会沿着输电线路产生传导干扰和辐射干扰,使前端电流产生畸变,一方面使接在其前端电源线上的电流波形发生畸变,另一方面通过电源线产生射频干扰。

    2、开关管

    开关管在开,关翻转过程中,在微秒量级上升,下降时间内大电流变化所产生的射频能量已成为噪声的主要来源。由于频率较高,它以电磁能的形式直接向空间辐射,或者以干扰电流的形式沿着输入,输出端的导线向外传递。同时,开关电源使用的器件如开关功率管的存储时间,输出级大电流开关整流二级管的反向恢复时间的存在,会造成回路瞬间短路,产生很大短路电流,此电流往往要比正常工作电流大很多倍,这些短路电流流过导线,变压器和电感均会产生电磁场,形成共模噪声源。另外,开关管的负载是高频变压器或储能电感,在开关管导通的瞬间,变压器初级出现很大的涌流,造成尖峰噪声。

    3、高频变压器

    开关电源中的变压器,用做隔离和变压,但漏感的原因,会产生电磁感应噪声,同时,在高频状况下变压器层间的分布电容会将初级高次谐波噪声传递给次级,而变压器对外壳的分布电容形成另一条高频通路,使变压器周围产生的电磁场更容易在其他引线上耦合形成噪声。

    4、整流二极管

    次级整流二级管用作高频整流时,由于反向恢复时间等因素的影响,往往正向电流蓄积的电荷在加上反向电压时不能立即消除(因载流子的存在,还有电流流过)。一旦这个反向电流恢复时的斜率过大,流过线圈的电感就会产生尖峰电压,在变压器漏感和其他分布参数的影响下将会产生较强的高频干扰,其频率可达几十兆赫兹.

    5、电容,电感器和导线

    开关电源工作在较高频率,会使低频元件特性发生变化,由此产生噪声。

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