開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換時(shí)，最大效率與最小電磁干擾可以“兼得”
開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器中的快速開(kāi)關(guān)瞬變是有利的，因?yàn)檫@顯著降低了開(kāi)關(guān)模式電源中的開(kāi)關(guān)損耗。尤其是在高開(kāi)關(guān)頻率時(shí)，可以大幅提高開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的效率。但是，快速開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換也會(huì)帶來(lái)一些負(fù)面影響。開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換頻率在20MHz和200MHz之間時(shí)，干擾會(huì)急劇增加。這就使得開(kāi)關(guān)模式電源開(kāi)發(fā)人員必須在高頻率范圍內(nèi)，在高效率和低干擾之間找到良好的折衷方案。此外，ADI提出了Silent Switcher技術(shù)，即使是極快的開(kāi)關(guān)邊沿，也可能產(chǎn)生最小電磁輻射。
圖1. 對(duì)開(kāi)關(guān)模式電源進(jìn)行開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換，在開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)處施加輸入電壓。
圖1顯示了快速和慢速開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換?？焖匍_(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換會(huì)給鄰近電路段產(chǎn)生更強(qiáng)的干擾耦合。存在電壓突變的PCB走線可與具有高阻抗的鄰近走線產(chǎn)生容性耦合。存在電流突變的PCB走線可與鄰近走線產(chǎn)生電感耦合。通過(guò)減慢開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換，可將這些影響降至最低。圖2顯示了一種經(jīng)驗(yàn)證適用于異步開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的技術(shù)。此處，兩個(gè)開(kāi)關(guān)中的一個(gè)使用了肖特基二極管。將電阻與自舉電容CBOOT（提供高邊n溝道MOSFET的柵極電壓）串聯(lián)，可減慢開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換。當(dāng)無(wú)法直接調(diào)整功率MOSFET的柵極信號(hào)線時(shí)，此技巧可用于集成開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器。如果將開(kāi)關(guān)控制器與外部MOSFET配合使用，也可將電阻插入柵極驅(qū)動(dòng)走線中。電阻值通常小于100Ω。
圖2. 使用自舉電阻減慢異步降壓轉(zhuǎn)換器中的開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換。
但是，大多數(shù)現(xiàn)代開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器都是具有高邊和低邊有源開(kāi)關(guān)的同步開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器。此處，在CBOOT路徑中使用電阻無(wú)法明顯減慢開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換。如果此處還是使用與CBOOT串聯(lián)的電阻（如圖3所示），則也將減慢高邊開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換。但是，這可能導(dǎo)致低邊開(kāi)關(guān)沒(méi)有完全關(guān)閉。因此，高邊開(kāi)關(guān)和低邊開(kāi)關(guān)可能同時(shí)瞬間打開(kāi)。這將導(dǎo)致輸入電壓到接地之間出現(xiàn)破壞性短路。這一點(diǎn)尤為關(guān)鍵，因?yàn)殚_(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換速度也受到工作溫度等參數(shù)和半導(dǎo)體制造中的可變性的影響。因此，即使是在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，也無(wú)法保證安全操作。
要減慢具有集成開(kāi)關(guān)的同步開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換，應(yīng)使用可通過(guò)內(nèi)部電路直接設(shè)置開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換速度的同步開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器，例如ADI的ADP5014。在這些集成電路中，可在內(nèi)部確保：在減慢開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換時(shí)，兩個(gè)開(kāi)關(guān)不同時(shí)導(dǎo)通，因此也不會(huì)發(fā)生短路，并且在CBOOT路徑中都沒(méi)有電阻。
圖3. 由于高端開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換減慢而可能短路的同步降壓轉(zhuǎn)換器。
關(guān)于快速開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換，近年來(lái)有一個(gè)非常重要的創(chuàng)新不容忽視。ADI的Silent Switcher技術(shù)使快速開(kāi)關(guān)邊沿的電磁輻射大幅降低，高達(dá)40dB（10,000倍）。因此?？砷_(kāi)發(fā)出具有超快邊沿且僅有最小EMC問(wèn)題的開(kāi)關(guān)模式電源。在大多數(shù)情況下，Silent Switcher器件無(wú)需為了減少EMI而降低開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換速度。通過(guò)Silent Switcher技術(shù)，在很大程度上消除了在最大轉(zhuǎn)換效率和最小電磁干擾之間進(jìn)行權(quán)衡的難題。
?查看往期內(nèi)容↓↓↓
原文標(biāo)題：開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換時(shí)，最大效率與最小電磁干擾可以“兼得”
文章出處：【微信公眾號(hào)：亞德諾半導(dǎo)體】歡迎添加關(guān)注！文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。
聲明：本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫(xiě)或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人，不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場(chǎng)。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用，如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問(wèn)題，請(qǐng)聯(lián)系本站處理。
舉報(bào)投訴
-
亞德諾
+關(guān)注
關(guān)注
6文章
4680瀏覽量
16596
原文標(biāo)題：開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換時(shí)，最大效率與最小電磁干擾可以“兼得”
文章出處：【微信號(hào)：analog_devices，微信公眾號(hào)：analog_devices】歡迎添加關(guān)注！文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。
發(fā)布評(píng)論請(qǐng)先 登錄
相關(guān)推薦
熱點(diǎn)推薦
有哪些設(shè)備可以檢測(cè)電磁干擾的強(qiáng)度？
這個(gè)問(wèn)題很關(guān)鍵，選對(duì)檢測(cè)設(shè)備才能精準(zhǔn)定位干擾來(lái)源、量化干擾強(qiáng)度！核心結(jié)論是：檢測(cè)電磁干擾強(qiáng)度的設(shè)備按 “場(chǎng)景 + 精度” 可分為 5 大類(lèi)，覆蓋從現(xiàn)場(chǎng)快速篩查到實(shí)驗(yàn)室合規(guī)測(cè)試的全需求，
有哪些方法可以排除電磁干擾對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響？
排除電磁干擾對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，核心是 **“隔離干擾源→切斷耦合路徑→強(qiáng)化抗干擾能力→數(shù)據(jù)校驗(yàn)過(guò)濾”** 的全流程防護(hù)，結(jié)合電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置的測(cè)試場(chǎng)景（如溫度補(bǔ)償效果驗(yàn)證、精度校準(zhǔn)），
大功率開(kāi)關(guān)電源的抗干擾設(shè)計(jì)
DSP控制的開(kāi)關(guān)電源實(shí)現(xiàn)了數(shù)字控制，不僅可以得到穩(wěn)定的輸出電壓和輸出電流，還能克服模擬控制系統(tǒng)中元件老化、熱漂移等問(wèn)題。但隨著開(kāi)關(guān)頻率的提高和功率密度的增大所產(chǎn)生的電磁
如何有效減少降壓轉(zhuǎn)換器中的電磁干擾（EMI）？
在開(kāi)關(guān)模式降壓轉(zhuǎn)換器中，如何緩解電磁干擾（EMI）是一個(gè)常見(jiàn)的議題。EMI通常由高頻電流流動(dòng)所引起。本應(yīng)用筆記首先討論了由輸入電流引起的EMI問(wèn)題，并提出相對(duì)應(yīng)的解決方案，以及其他更多
AP8105：采用先進(jìn)PFM控制架構(gòu)的高效率、低紋波DC-DC升壓轉(zhuǎn)換器
供電場(chǎng)景優(yōu)化，能夠在0.8V超低啟動(dòng)電壓下正常工作，**高達(dá)89%的轉(zhuǎn)換效率，輸出電壓精度達(dá)到±2.5%，溫度漂移低于100ppm/°C。
核心技術(shù)特性
先進(jìn)的PFM控制架構(gòu)
固定頻率300kHz開(kāi)關(guān)
發(fā)表于 08-22 10:17
怎樣有效的規(guī)避電磁干擾？
兼容的，前端數(shù)字化的抗干擾策略就是從切斷傳播途徑著手，無(wú)論是傳播途徑的傳導(dǎo)騷擾還是輻射騷擾，基于光纖的前端數(shù)字化技術(shù)均可以有效的切斷傳播途徑，實(shí)現(xiàn)電磁兼容。 也許有人還會(huì)問(wèn)，電磁
開(kāi)關(guān)電源電磁兼容分析和設(shè)計(jì)技術(shù)
內(nèi)容 第1節(jié)：開(kāi)關(guān)電源電磁兼容設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)
第2節(jié)：開(kāi)關(guān)電源電磁干擾發(fā)射測(cè)試
第3節(jié)：開(kāi)關(guān)
發(fā)表于 06-03 14:49
時(shí)源芯微 開(kāi)關(guān)電源電磁干擾的控制技術(shù)
要有效解決開(kāi)關(guān)電源的電磁干擾問(wèn)題，可從以下三個(gè)關(guān)鍵方面著手：其一，降低干擾源產(chǎn)生的干擾信號(hào)強(qiáng)度；其二，阻斷
EMI（干擾）和EMS（抗擾）基礎(chǔ)知識(shí)與整改流程
導(dǎo)致干擾，所以經(jīng)常與Emission（輻射、發(fā)射）這一術(shù)語(yǔ)成對(duì)使用。從開(kāi)關(guān)電源方面講，是指因開(kāi)/關(guān)工作而產(chǎn)生開(kāi)關(guān)噪聲。EMS（Electromagnetic Susceptibility），電
發(fā)表于 03-28 13:28
開(kāi)關(guān)電源的共模干擾抑制技術(shù)-開(kāi)關(guān)電源共模電磁干擾(EMI)對(duì)策詳解
開(kāi)關(guān)電源的共模干擾抑制技術(shù)|開(kāi)關(guān)電源共模電磁干擾(EMI)對(duì)策詳解 0 引言 由于MOSFET及IGBT和軟
發(fā)表于 03-27 15:07
開(kāi)關(guān)電源的共模干擾抑制技術(shù)|開(kāi)關(guān)電源共模電磁干擾(EMI)對(duì)策詳解
0 引言 由于MOSFET及IGBT和軟開(kāi)關(guān)技術(shù)在電力電子電路中的廣泛應(yīng)用，使得功率變換器的開(kāi)關(guān)頻率越來(lái)越高，結(jié)構(gòu)更加緊湊，但亦帶來(lái)許多問(wèn)題，如寄生元件產(chǎn)生的影響加劇，電磁輻射加劇等，所以EMI
發(fā)表于 03-08 10:18
《開(kāi)關(guān)電源高頻電磁波干擾概論》
本帖最后由 噯唱歌de圖圖 于 2025-2-26 15:19 編輯
《開(kāi)關(guān)電源高頻電磁波干擾概論》解析（一）
雖然關(guān)于 EMI 的書(shū)和資料非常多，但基本都是針對(duì)設(shè)備級(jí)的，針對(duì)開(kāi)關(guān)
發(fā)表于 02-26 15:11
如何進(jìn)行電磁干擾處理
的評(píng)估等。 二、電磁干擾原理 電磁干擾的基本原理是利用電磁波對(duì)目標(biāo)設(shè)備產(chǎn)生干擾，從而影響其正常工
電磁兼容與電磁干擾快速評(píng)估系統(tǒng)
智慧華盛恒輝電磁兼容與電磁干擾快速評(píng)估系統(tǒng)是一種專(zhuān)門(mén)用于分析和評(píng)估電子設(shè)備或系統(tǒng)在電磁環(huán)境中的兼容性和干擾情況的重要工具。以下是對(duì)該系統(tǒng)的詳
開(kāi)關(guān)電源PCB板的EMI抑制與抗干擾設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)，如果這部分設(shè)計(jì)不當(dāng)，也會(huì)導(dǎo)致電源工作不穩(wěn)定，產(chǎn)生過(guò)量的EMI(電磁干擾)。 1 EM1分類(lèi)及產(chǎn)生原因 1．1 EM1分類(lèi) 對(duì)于電磁干擾(EMI)，
工商網(wǎng)監(jiān)
評(píng)論