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开关电源的输入电容纹波过大年夜有什么损害?_电容_电源

萌界大人物 2024-12-31 02:11:22 0

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这篇文章,写了这个电容的容值打算过程,电容容值与纹波(三角波)的幅值的换算关系。
但是有的小伙伴表示:说了什么,又彷佛什么都没说。

严谨的推导这个公式,但是彷佛辅导实际设计的过程中并没有用到这个公式,这是咋回事?只是由于我们都是Ctrl+C,Ctrl+V这样绘制电路图的缘故原由,以是才没有打算的么?

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实在,有更深层次的缘故原由:

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(图片来自网络侵删)

1、在电源输入的平面会有很多的电容:

a.上一级电源的输出电容。

b.其他平行的电源的输入电容,可以相互帮衬。

c.电源平面与地平面之间的平行耦合,形成平面电容器(容值比较小)

这些电容都会对这个纹波进行抑制,但是离得越远,抑制效果越差。

2、这个纹波大一些,如果不是非常大的话,不会影响电源的正常输入。
如果这个纹波不是大到导致输入电压达到UVLO(under voltage lock out,欠压锁定),不会导致电源下电的话,则输出基本上会正常。
如果纹波特殊大,导致触发UVLO,则会引起电源输出关断。

但是这种情形一样平常很少涌现。

但是纵然达不到UVLO,但是由于电源内部的一些电路(包括仿照电路和数字电路)都是由Vin进行供电,这个电源也须要稳定,才能担保内部的逻辑和一些比较器正常事情。

但是电源芯片厂家并没有给出一个明确的指标,每每都是给一个推举的输入电容哀求。

3、电容的寄生电感 产生的尖刺对Vin的影响,会更难滤除(频率更高),并且其可能产生的幅度会更大。
以是能有效的抑制ESL,有时比足够大的C更主要。

那么,我们是不是可以忽略开关电源输入真个纹波呢?不是的。

开关电源的输入电容纹波过大的话,会导致一些危害。

1、纹波过大,纵然不影响本电源自己的事情,但是会通过辐射或者传导,影响其他电路的正常事情。

案例: PCIe4X 变 1X。
一个PCIeX4有时会编程X1,不稳定事情。
通过剖析和不雅观察,PCIe 11 lane 离12V电源平面过近,耦合到噪声导致掉为1X或者os下掉盘。

案例2 SAS眼图收滋扰,掉盘。

在SATA掌握器e端侧的硬盘发的眼图, 眼图很差,眼睛完备没睁开

根因剖析:

12V上的开关纹波耦合到了1V1平面。

本板的处理器为X86处理器。
X86处理的core电压为符合规范的VID电源。
VID电源的电流比较大,由12V电源经由DCDC而产生。
而这个VID电源的MOS管的开关噪声影响了前级的输入12V。
所有的DCDC输入都是这个12V的电源网络,以是这个开关电源反复开关产生的很大的对外的滋扰。
而1.1V的相邻的电源平面为12V,12V上的滋扰耦合到了1.1V平面。

2、如果同级电源有“线性电源”,可能会通报到“线性电源”的输出端。

3、不论电容的容值是否能够知足纹波电压的哀求,电容上都有大的纹波电流。

输入滤波电容的GND与其他敏感器件的GND共地,导致纹波直接传导到敏感芯片,导致事情非常。
通过单点接地,办理问题。

4、Vin的纹波太大了,会导致:触发UVLO、或者导致芯片内部的组件事情非常。
但这种情形,是纹波非常非常大的情形,比较少涌现。

方法:

1、通过电感隔离纹波特殊大的电源

DCDC电源输入电感的浸染是什么?

2、电容足够大、ESR足够小、ESL足够小

铝固体电容(电容足够大)+陶瓷电容(ESR足够小)+陶瓷电容靠近输入端放置

电容上本身的ESL并不大,但是常常会有由于输入电容较远或者地线较远引入较大的ESL在输入端引起较大的尖峰,导致芯片供电非常或者芯片MOSFET过压击穿。

以是输入电容的PCB布放,须要靠近输入真个两个管脚。

3、易受滋扰器件与输入电容阔别,或者单点接地

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