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開關電源適合低噪音電路嗎?

開關電源效率更高,并且重量輕,輸出功率大?墒撬脑胍粢矔纫话汶娫创笠恍K開關電源是不適合用于低噪音電路的。一般電源的能耗高,可是一般電源成本低?傮w上來看,一般電源和開關電源區(qū)別很大,它們工作方式不同,運用效果也不同。在選購電源時候應該根據(jù)需求來決定是挑選開關電源還是一般電源,而不應該盲目選購。

開關電源以其效率高、體積小、重量輕、bai電壓適應性好等長處,遭到相關職業(yè)的喜愛。但現(xiàn)在存在的缺點是電磁打擾大,對環(huán)境或?qū)ζ渌O備構成晦氣影響。規(guī)劃低電磁打擾的開關電源,也就成了許多規(guī)劃人員的期望,為此提出了種種辦法。

電源裝置是電子電氣設備中所不可短少的部件,開關電源以其效率高、體積小、重量輕、電壓適應性好等長處,遭到相關職業(yè)的喜愛。但現(xiàn)在存在的缺點是電磁打擾大,對環(huán)境或?qū)ζ渌O備構成晦氣影響。現(xiàn)在關于可變負載的開關電源,筆者所了解到的產(chǎn)品最低輸出噪聲電壓也在70 mV以上。規(guī)劃低電磁打擾的開關電源,也就成了許多規(guī)劃人員的期望,為此提出了種種辦法。

開關電源電路結(jié)構與降噪原理

開關電源的規(guī)劃方針是安穩(wěn)20 V輸出,輸出電流0~2 A可變,用于音響系統(tǒng)。為了突出降低電磁噪聲的處理技能,簡化電路,用單片開關電源芯片TOP224Y進行規(guī)劃。TOP224Y內(nèi)部已包含了PWM調(diào)制所需的所有電路以及鼓勵管輸出,由它鼓勵變壓器,開關頻率為100 kHz,內(nèi)部MOS鼓勵管的耐壓為700 V,輸出功率小于45 W。電路如圖1所示,該電路能夠獲得更大的輸出功率,只需更改部分器件。圖1中左邊的電路R1,L1,D1,C1至C7是慣例的共模濾波和整流電路,獲取約300 V的直流電壓供DC-DC改換電路運用;最右邊電路L5,C11等是一般的LC濾波電路;IC2,D8,R9,R10組成電壓反應電路,構成閉環(huán)結(jié)構,安穩(wěn)電源輸出電壓;中間部分是DC-DC改換器,降噪聲的關鍵是對這一部分的電路進行適當處理。

 圖1:低噪聲開關電源原理圖

關于中間部分電路而言,TOP224Y作為PWM操控、鼓勵,都是慣例處理。操控端C的工作電壓取自變壓器的反鼓勵電壓,其間D3是整流管,D4是發(fā)光二極管,用作輔導燈。C端的反應信號來自IC2的輸出。芯片的漏極輸出端D連接變壓器和R1,D2,其間R1是半導體壓敏電阻,與D2一起組成芯片限壓維護電路,防止芯片因過壓而擊穿。該項電路的鼓勵方式選用以正鼓勵為主的正、反混合鼓勵式,變壓器有4個繞組,其間2個是根本類似的輸出繞組n3,n4,它的同名端關系如圖2所示。

  圖2:電路續(xù)流的路徑

DC-DC改換后的整流管運用了三只:D5,D6和D7,沒有獨立設置續(xù)流二極管,不同于其他電源電路。D5為續(xù)流而設置的復用二極管,D6和是正鼓勵脈沖整流二極管,D7是反鼓勵電壓整流二極管。L4是DC-DC改換后的第一級濾波電感。在正鼓勵期間,變壓器輸出繞組n3經(jīng)D6,L4輸出電流,第一級濾波電感L4中電流i4增大,同時,變壓器自身利益的鼓勵磁電流i1也在增大。

當正鼓勵結(jié)束立刻就進入反鼓勵階段,濾波電感L4中電流i4將從原值逐漸減小。而變壓器中也會堅持勵磁電流,但它是多繞組結(jié)構,勵磁電流能夠出現(xiàn)在恣意一個繞組中,各電流方向以保持原磁場方向為準。假如操控當時的濾波電感電流i4>n1i1/n4,能夠?qū)⒆儔浩鞔判局械膭畲烹娏飨?shù)轉(zhuǎn)移至n4繞組。也便是電流i4流經(jīng)變壓器輸出繞組n4,除了保持變壓器磁芯磁場,尚有多余,其余量在n4與n3中按匝數(shù)比分配。此刻,二極管D5立刻導通,二極管D6繼續(xù)導通,而二極管D7依然截止。變壓器繞組無感生電壓,不放開釋磁場能。隨著濾波電感儲能的開釋,電流i4逐漸減小,直至i4=n1i1/n4時,D6進入截止狀態(tài)?梢奃6沒有被除數(shù)逼迫截止,處理妥當,能夠消除其關斷噪聲。接著,變壓器開始產(chǎn)生反鼓勵電動勢而開釋儲能,二極管D7開始導通,變壓器的反鼓勵電壓被約束。直到變壓器儲能開釋盡,等待下一個周期的鼓勵。

依照這一辦法處理,能夠消除整流二極管D6的硬關斷噪聲,但變壓器漏感構成的芯片鼓勵管的硬關斷噪聲依然存在,這里的輔佐繞組能夠起到一定的吸收效果。關于整流二極管的硬開通噪聲,仍選用RC電路吸收能量,降低噪聲,如圖1中的R7,C10電路。


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