电源电路中电气噪声的产生和传播机制及物理原理

yb2012888

2012-4-19 15:32:09 2046

0 大多数便携设备包含电压调节器或其它类型的电源电路，许多非便携式设备中使用的小尺寸光刻技术IC要求较低的供电电压，也必须由特定的电源电路来提供。然而许多设计者并不完全了解，电压调节器和电源电路的选择对于电池寿命、电磁干扰/电磁兼容（EMI/EMC）规范的兼容性、甚至产品的基本性能能否达到设计要求都有着重大影响。以下就有关电源电路中电气噪声的产生和传播机制及物理原理进行讨论。　　电压调节器　　最为普通的功率转换器就是电压调节器。它可以接受一个在某给定范围内变动的输入电压，并产生一个不变的输出电压。电压调节器主要包含两大类：开关型和所有其它类型（主要是线性和并联型）。不同于开关型调节器，线性和并联型的适用范围很有限，因为其输出电压必须保持低于输入电压。另外，大多数开关调节器的效率也优于对应的线性或并联型调节器。不过，线性/并联型调节器的低噪声和简单性使它们相对于开关调节器更有吸引力。　　最简单的电压调节器是并联型调节器，它通过调节流过电阻的电流，使输入电压下降到一个稳定的输出电平。齐纳二极管具有类似功能，但齐纳管中的功率消耗过大，且负载调整（输出电压随负载电流的变化）很差。有些并联调节器允许利用分压网络设定稳定电压，但通常是作为一个功能模块出现在更为复杂的调节器或电源中。一般来讲，并联调节器适合于负载电流变化不大的低功耗系统。然而，这种狭窄的应用范围可以通过增加一个有源调整元件（通常是一个双极晶体管）而得以扩展，此时的并联调节器就转变为线性调节器。　　线性电压调节器　　线性电压调节器利用一个有源调整元件（双极型或MOSFET）将输入电压降低至稳定的输出电压。这类器件中，低压差型（LDO）在过去的十年中已十分流行。压差指维持输出稳定所需的最小电压差异（输入和输出之间）。降落电压高达1V的调节器一度被称为LDO，但更典型的压差值在100mV至300mV之间。　　线性调节器的输入电流接近于输出电流，它的效率（输出功率除以输入功率）是输出/输入电压比的函数。因此，压差是一个非常重要的性能，因为更低的压差意味着更高的效率。如果输入电压高出输出很多，或者它在很宽的范围内变动，那么就很难获得比较高的转换效率。除此之外LDO调节器还可作为一道屏障来隔离开关调节器产生的噪声（进一步讨论）。在此用途中，LDO调节器的低压差特性有利于改善电路的总体效率。　　开关调节器　　如果线性或并联型调节器的性能不能满足应用要求，那么设计者就必须转而考虑开关型调节器。然而，伴随着性能的改进也带来一些不足之处，例如更大的尺寸和更高的成本，更敏感于（并产生）电气噪声，以及复杂程度的增加等等。　　开关调节器或电源所产生的噪声以传导或辐射的形式出现。传导型噪声表现为电压或电流形式，它们还可进一步分类为共模或差模传播方式。更为复杂的是，连接线上有限的阻抗会将电压传播转换为电流传播，反之亦然，并且差模传播也会产生出共模传播噪声，反之亦然。　　一般来讲，你可以降低上述一种或多种传播类型的噪声使电路得到优化。传导型噪声对于固定系统的影响往往比对便携式系统更为严重。因为便携式设备依靠电池工作，它的负载和电源没有传播传导型噪声的外部连接。　　为了理解开关调节器中的噪声源，必须首先了解其工作原理。对于各种类型开关调节器的描述超出了本文的涉及范围。不过，基本上各种开关调节器都是利用有源元件（晶体管和二极管）在储能元件（电感和电容）之间往复传送电流，最终实现源端电压/电流到负载端电压/电流的转换。为方便描述，采用MAX1653 DC/DC转换控制器构成典型的同步整流、降压型转换器。 (本文由Cogo商城-IC元器件在线采购平台搜集整理，浏览http://www.cogobuy.com/product/2-85-13-269.html 了解更多详细信息) 0
2012-4-19 15:32:09　　评论淘帖0 举报相关推荐 • 电源电路中电气噪声的产生和传播机制 3307 • 电源设计中EMI是如何产生、传播以及优化 3272 • 噪声的产生！电子电路中噪声的产生如何抑制 2922 • 电路中的白噪声是如何产生的 7545 • 共模噪声的产生机制是什么 361 • 天线的演化及物理原理 7041 • 电子电路中噪声的产生？如何抑制？ 23970 • 电源噪声怎么产生的电源噪声和电源纹波的区别 768 • 如何抑制电子电路中噪声的产生？ 1822 • 电场和光场对铁电薄膜极化和导电特性的调控作用及物理机制 3642 3 个讨论