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全面了解和分析开关稳压器噪声潜水服

2022-10-09 20:14:57  煎饼机械网

全面了解和分析开关稳压器噪声

摘要

本文将介绍开关稳压器的几种不同类型的固有噪声:开关纹波、宽带噪声和高频尖峰。本文还将讨论和分析与输入噪声抑制相关的开关稳压器PSRR。设计低噪声开关稳压器时,为了消除LDO后置稳压器以提高功率转换器效率、减小解决方案尺寸并降低设计成本,全面了解开关稳压器噪声非常重要。

简介

一般而言,与低压差(LDO)稳压器输出相比,人们认为传统开关稳压器的输出电压噪声很大。然而,LDO电压会引起严重的额外热问题,并使得电源设计更加复杂。全面认识开关稳压器噪声很有必要,有助于设计低噪声开关解决方案,使之产生与LDO稳压器相当的低噪声性能。本文分析和评估的目标是采用电流模式控制的降压稳压器,因为它在应用中最常用。信号分析是了解开关纹波噪声、当前宽带噪声特性(及其来源)、开关引起的高频尖峰噪声的主要方法。本文将讨论开关稳压器PSRR(电源抑制比,其对输入噪声抑制很重要)以及信号分析方法。

开关纹波噪声

本部分依据基波和谐波理论介绍降压转换器输出纹波计算公式。

根据开关稳压器拓扑结构和基本操作,纹波始终是开关稳压器中的主要噪声,因为峰峰值电压幅度一般为几mV到几十mV。它应被视为周期性且可预测的信号。如果以固定开关频率工作,则在时域中通过示波器,或在频域中通过傅立叶分解,很容易将其识别并进行测量。

图1.降压稳压器拓扑

图1所示为典型的降压稳压器。两个开关交替接通和断开,因此SW节点电压VSW是一个理想的方波,此特性进而传递到占空比和输入电压。VSW可以用下面的公式表示:

其中:

VIN为输入电压。D为占空比;对于降压稳压器,其等于VOUT/VIN。

VIN确定后,VSW基波和谐波成分仅取决于占空比。图2显示了与占空比相关的VSW基波和谐波幅度。当占空比接近一半时,纹波幅度以基波为主。

图2.降压稳压器VSW幅度与占空比的关系

12345>标签:ADI 开关稳压器 PSRR
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