作者: Frederik Dostal,ADI 現(xiàn)場應用工程師
電路設計人員通常將電源視為黑盒子或4極元件。其具有兩個輸入線路和兩個輸出線路。圖1所示為DC-DC轉換器的框圖符號。頂部是非電氣隔離式DC-DC轉換器,底部是電氣隔離式轉換器。
圖1. 開關模式電源顯示為黑盒子。
圖1中未體現(xiàn)端子的噪聲特性。不同的開關穩(wěn)壓器拓撲在2端口網絡端子處具有不同的噪聲特性。圖2顯示適合工業(yè)應用的ADP2441通用降壓轉換器。它可以將24 V輸入電壓轉換為3.3V輸出電壓。采用這種拓撲時,可以看出,輸入側會產生脈沖電流,因此噪聲很大。當ADP2441上的高端開關導通時,電流流入端子A。當此開關關斷時,沒有電流流經節(jié)點A。但是,輸出端C的噪聲很小。其中,輸出路徑中的電感可確保輸出端沒有脈沖電流。
圖2. 實際的開關穩(wěn)壓器拓撲設計。
表1總結了開關穩(wěn)壓器基本噪聲特性,為系統(tǒng)設計人員的概念設計提供了重要參考。表中列出了最常見的開關穩(wěn)壓器拓撲。第一行指示輸入端(即2端口網絡的端子A和B)的噪聲水平高低。第二行指示相應拓撲的輸出端(即2端口網絡的端子C和D)噪聲水平高低。表1顯示了噪聲水平的高低。
表1. 常用開關穩(wěn)壓器拓撲及其輸入和輸出端噪聲特性概覽
例如,使用單獨的LC濾波器進行額外濾波,可以大幅減少開關穩(wěn)壓器電路中的傳導噪聲。通過這種方式,可以避免出現(xiàn)表1中的高噪聲。然而,系統(tǒng)設計人員應清楚哪些DC-DC轉換器在哪些端子具有很高的噪聲。這樣,他們就可以預先考慮相應的濾波器,以及這些濾波器必須占用的額外空間。
作者
Frederik Dostal
Frederik Dostal曾就讀于德國埃爾蘭根-紐倫堡大學微電子學專業(yè)。他于2001年開始工作,涉足電源管理業(yè)務,曾擔任多種應用工程師職位,并在亞利桑那州鳳凰城工作了4年,負責開關模式電源。他于2009年加入ADI公司,現(xiàn)擔任位于德國慕尼黑的ADI公司的電源管理現(xiàn)場應用工程師。
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