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只需一招同步开关稳压器电磁干扰问题“华陀再世”_稳压器_电磁

雨夜梧桐 2025-01-06 07:07:09 0

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同步开关稳压器VS异步开关稳压器

开关稳压器的事情事理是:通过重复切换开关(如下图的S1、S2)的“通”和“断”状态,把DC输入电压转化成PWM波形,然后利用电感、电容等能量存贮部件使其平滑,以转换成所希望的DC输出电压。

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而同步开关稳压器与异步开关稳压器之间的紧张差异在于:同步开关稳压器利用晶体管S2来代替二极管D1。
(如下图电路所示)

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(图片来自网络侵删)

同步开关稳压器

异步开关稳压器

降压电路

图1a. 同步开关稳压器

图1b. 异步开关稳压器

事情办法

S1、 S2 常日为晶体管

S1 “通” S2 “断”时,橙线为电流路径

S1 “断” S2 “通”时,绿线为电流路径

S1常日为晶体管, D1常日为二极管

S1“通” D1“断”时,橙线为电流路径

S1“断” D1“通”时,绿线为电流路径

优点

效率高

电路大略

缺陷

电路繁芜

效率低

图1. 同步开关稳压器与异步开关稳压器比较

常日来说, 晶体管开关承载电流时的压降要比二极管更低。
因此同步开关稳压器的能量损耗更小,效率更高。
但是与异步开关稳压器比较,同步开关稳压器随意马虎产生额外的电磁滋扰。
那么额外的电磁滋扰是怎么产生的呢?

电磁滋扰的来源与对策

同步开关稳压器有一个天生的毛病,便是当S1与S2同时导通时,会产生短路危险,这会破坏开关。
以是必须确保两个开关永久不会同时导通。
为了个避免这种情形发生,会采纳一些方法,而这些方法可能会带来额外的电磁滋扰。
我们来梳理一下这个过程是如何发生的。

图2. 同步开关稳压器电磁滋扰产生的缘故原由和解决方案(点击图片放大,查看详情)

我们可以利用一个额外的肖特基二极管来减少此类电磁滋扰。
肖特基二极管的反向规复韶光非常短,乃至反向规复韶光为0。
并且在去世区韶光开始时,能非常快速地接管电流。
这可减缓开枢纽关头点处的电压陡降,从而减少由于耦合效应而产生并分布到电路上的电磁滋扰。

下图是一个范例的降压同步开关稳压电路,其利用ADI ADP2443为同步开关稳压芯片
采取N沟道MOSFET和额外的肖特基二极管,可最大限度地减少滋扰。

图3. 肖特基二极管在同步开关稳压器中的运用

电路中关键元器件选型

同步/异步开关稳压器选型

异步开关稳压器是大略且稳定的办法,而同步开关稳压器效率更高。
如何在选型时区分这两类稳压器呢?

Digi-Key官网上,开关稳压器选型列表中,供应了许多可供选择的参数。
在“同步整流器”栏中选择“是”,对应的便是同步开关稳压器。

图4. Digi-Key网站中同步/异步开关稳压器选型

肖特基二极管选型

肖特基二极管可以设计得非常紧凑,由于它仅在去世区韶光内,短韶光承载电流。

它的特点是:仅在去世区韶光承载电流,温升小、尺寸小、本钱低、构造紧凑。

Digi-Key官网上,肖特基二极管选型列表中,供应“反向规复韶光”栏。
为了减少额外的电磁滋扰,反向规复韶光越小越好。

图5. Digi-Key网站中肖特基二极管选择选型

本文小结

同步开关稳压器效率高,在各个领域有着广泛的运用,但是与此同时它可能会伴有额外电磁滋扰的产生。
只有理解个中的事理,对症下药,才能花费最小的本钱,药到病除。

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