開關穩壓器基本介紹,什么是開關穩壓器
開關穩壓器使用輸出級,重復切換“開”和“關”狀態,與能量存貯部件(電容器和感應器)一起產生輸出電壓。它的調整是通過根據輸出電壓的反饋樣本來調整切換定時來實現的。在固定頻率的穩壓器中,通過調節一個周期內的高低電平的時間占空比來實現對輸出電壓的控制,假設設定高電平時接通,此時對能量存儲元件充電,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壓器中,開關脈沖的寬度和頻率保持恒定,但是,輸出開關的“開”或“關”由反饋控制。
開關穩壓器的優點缺點
優點: 效率高(減少散熱所需的電源)能夠處理較高的電源密度拓撲學,結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: 輸出漣波電壓高,產生電磁干擾(EMI),暫態恢復時間較短。
開關穩壓器的EMI解決方案
隨著人們對能量效率要求的提高,越來越多產品在設計時開始采用開關穩壓器以取代線性穩壓器。使用多個開關穩壓器的電源系統日漸普及,而伴隨著穩壓器數目的增加,電磁干擾(EMI)的影響也在加劇。為降低EMI,最簡單、最具成本效益的方法之一就是采用多相、擴頻時鐘。
多相同步
大多數開關穩壓器的工作頻率都可利用一個外部時鐘來控制,而這個外部時鐘又決定了所產生EMI的基本頻率。利用這個特點可以將EMI設定在一個敏感頻段之外,而且,當同時運作多個開關穩壓器時,這是一個極為有用的特點。當時鐘頻率彼此靠近并引起拍頻情況時,多個獨立運行的開關穩壓器有可能產生很大的峰值EMI。同樣,如果多個穩壓器依靠單個時鐘來運作,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鐘頻率、不同的相位來驅動每個穩壓器。
多相同步指的是以單一時鐘頻率對多個開關電源進行外部驅動的方法,該方法在每個穩壓器之間設置了一個時移。通過使每個開關電源錯開接通(這樣一來,目前吸收輸入電流的工作相位先前則是一個死區),峰值開關電流得以減小。因此,使多個開關穩壓器“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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