开关电源的尖峰按捺

时间: 2024-09-22 13:31:31 |   作者: CAN接口

  电源纹波会搅扰电子设备的正常作业，引起比如计算机死机、数据处理犯错及操控办理体系失灵等毛病，给出产和科研变成难以估计的丢失，因而一定要采纳办法加以按捺。

  发生尖峰的原因许多，以下侧重阐明滤波电路对二极管反向恢复时间所发生的纹波尖峰加以剖析，并总结出几种有用的按捺办法。

  L1L2 磁芯面积不宜太小，避免饱满。电感量几毫亨至几十毫亨。C1 为电源跨接电容，又称X 电容。

  在同一磁芯上绕两个匝数持平的线圈。电源往复电流在磁芯中发生巨细持平、方向相反的磁通。故对差模信号电感L3、L4 不起作用（见图2），但关于相线与地线间共模信号，呈现为一个大电感。其等效电路如图3 所示。

  一般wL 》Rl，则：UN/US=0标明，对共模信号Ug 而言，共模电感呈现很大的阻抗。

  输出端滤波器大都选用LC 滤波电路。其元件挑选一般资猜中均有。为逐渐下降纹波，需参加二次LC 滤波电路。LC 滤波电路中L 值不宜过大，避免引起自激，电感线 匝为宜。电容宜选用多只并联的办法，以下降等效串联电阻。一起采样回路中要参加RC 前馈采样网络。

  假如参加滤波器后，作用仍不抱负，则要详细查看公共地线的长度、线径是否适宜。因为地线散布电感对按捺纹波极为晦气。

  以单端反激电源为例（见图4）Us 为方波，幅值为Um。功率管V 截止时，VD1 导通，而VD2 截止。但当V 导通时，Us 极性回转。

  VD2 导通，因为二极管之反向恢复特性，VD1 不能当即截止，而是VD1，VD2 一起导通。然后激起一个很大的电流尖峰。

  （1）VD1 反向恢复前期等效电路如图5 所示。图中：R0 为次级绕线电阻，引线电阻及二极管导通电阻之和；L0 为变压器漏感和引线电感之和。

  假定R0=0.235Ω，L0=0.13μHUm=23V，而电流在0.3μs 内到达Im 则可求出Im=41A。如此大的电流尖峰，若不加以按捺必然损坏器材。

  从以上各式看出，UC（t）是在Um 基础上叠加一个Uoe－atsin（ωt＋θ）的正弦衰减振动。在VD1 两头激起一个电压尖峰。

  （3）由以上剖析可看出，在反向恢复期间，因为二极管的反向恢复特性，二极管的电流不能骤变。此效应与一个电感等效。为了按捺二极管尖峰，需在二极管两头并联电容C或RC 缓冲网络。

  RC 网络的取值准则：C 从0.01μF～0.1μF，由试验决议。串联电阻用于约束电容C 的放电电流，也为了阻挠因为回路阻抗而引起的共振，起阻尼作用。一般按下式选取：

  图7 给出几种常见噪声波形。现对这些噪声波的构成原因及相应的按捺办法简述如下：

  构成原因：辅佐电源或基准电压稳定性不行所造成的。按捺办法：在相关部位并大电容。

  构成原因：因为变压器漏磁对采样构成搅扰而引起自激，导致呈现正弦振动。按捺办法：变压器要恰当加以屏蔽，且屏蔽层要接地。改善变压器绕制工艺。

  构成原因：在于采样电阻所加电压过高或印制板绝缘不良。按捺办法：改善采样。

  构成原因：整流二极管反向恢复期间引起的尖峰。按捺办法：在二极管上并电容C 或RC。

  本文所述几种办法已成功地运用于我公司的产品PM48－25 上。但因为发生尖峰搅扰原因许多，因而其按捺办法也要视详细情况而定。只要对详细电路作出详细剖析，找出搅扰源，采纳对应的按捺办法，就能获得较好的限制作用。