怎樣分辨PHOENIX模塊產(chǎn)品真假之處
PHOENIX模塊多就是在設(shè)計(jì)中進(jìn)行充分考慮,尤其在布局時(shí)。由于直流到直流的轉(zhuǎn)換器很常用,所以硬件工程師或多或少都會(huì)接觸到相關(guān)的工作,本文中我們將考慮與低電磁干擾設(shè)計(jì)相關(guān)的兩種常見的折中方案
PHOENIX模塊設(shè)計(jì)中即使是普通的直流到直流開關(guān)轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)都會(huì)出現(xiàn)一系列問題,尤其在高功率電源設(shè)計(jì)中更是如此。除功能性考慮以外,工程師必須設(shè)計(jì)的魯棒性,以符合成本目標(biāo)要求以及熱性能和空間限制,當(dāng)然同時(shí)還要設(shè)計(jì)的進(jìn)度。另外,出于產(chǎn)品規(guī)范和系統(tǒng)性能的考慮,電源產(chǎn)生的電磁干擾(EMI)必須足夠低。不過,電源的電磁干擾水平卻是設(shè)計(jì)中難預(yù)計(jì)的項(xiàng)目。有些人甚認(rèn)為這簡(jiǎn)直是不可能的,設(shè)計(jì)人員能做的多就是在設(shè)計(jì)中進(jìn)行充分考慮,尤其在布局時(shí)。
PHOENIX模塊盡管本文所討論的原理適用于廣泛的電源設(shè)計(jì),但我們?cè)诖酥魂P(guān)注直流到直流的轉(zhuǎn)換器,因?yàn)樗膽?yīng)用相當(dāng)廣泛,幾乎每一位硬件工程師都會(huì)接觸到與它相關(guān)的工作,說不定什么時(shí)候就必須設(shè)計(jì)一個(gè)電源轉(zhuǎn)換器。本文中我們將考慮與低電磁干擾設(shè)計(jì)相關(guān)的兩種常見的折中方案;熱性能、電磁干擾以及與PCB布局和電磁干擾相關(guān)的方案尺寸等。文中我們將使用一個(gè)簡(jiǎn)單的降壓轉(zhuǎn)換器做例子,如圖1所示。
PHOENIX模塊就是對(duì)已知波形做傅里葉級(jí)數(shù)展開,本文中我們著重考慮輻射電磁干擾性能。在同步降壓轉(zhuǎn)換器中,引起電磁干擾的主要開關(guān)波形是由Q1和Q2產(chǎn)生的,也就是每個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管在其各自導(dǎo)通周期內(nèi)從漏到源的電流di/dt。
PHOENIX模塊不是很規(guī)則的梯形,但是我們的操作自由度也就更大,因?yàn)閷?dǎo)體電流的過渡相對(duì)較慢,所以可以應(yīng)用Henry Ott經(jīng)典著作《電子系統(tǒng)中的噪聲降低技術(shù)》中的公式1。我們發(fā)現(xiàn),對(duì)于一個(gè)類似的波形,其上升和下降時(shí)間會(huì)直接影響諧波振幅或傅里葉系數(shù)(In)。
PHOENIX模塊其中,n是諧波級(jí)次,T是周期,I是波形的峰值電流強(qiáng)度,d是占空比,而tr是tr或tf的小值。
PHOENIX模塊在實(shí)際應(yīng)用中,有可能會(huì)同時(shí)遇到奇次和偶次諧波發(fā)射。如果只產(chǎn)生奇次諧波,那么波形的占空比必須為50%。而實(shí)際情況中少有這樣的占空比精度。
PHOENIX模塊擾幅度受Q1和Q2的通斷影響。在測(cè)量漏源電壓VDS的上升時(shí)間tr和下降時(shí)間tf,或流經(jīng)Q1和Q2的電流上升率di/dt 時(shí),可以很看到這一點(diǎn)。這也表示,我們可以很簡(jiǎn)單地通過減緩Q1或Q2的通斷速度來降低電磁干擾水平。事實(shí)正是如此,延長(zhǎng)開關(guān)時(shí)間的確對(duì)頻率高于 f=1/πtr的諧波有很大影響。不過,此時(shí)必須在增加散熱和降低損耗間進(jìn)行折中。盡管如此,對(duì)這些參數(shù)加以控制仍是一個(gè)方法,它有助于在電磁干擾和熱性能間取得平衡。具體可以通過增加一個(gè)小阻值電阻(通常小于5Ω)實(shí)現(xiàn),該電阻與Q1和Q2的柵串聯(lián)即可控制tr和tf,你也可以給柵電阻串聯(lián)一個(gè) “關(guān)斷二管”來獨(dú)立控制過渡時(shí)間tr或tf(見圖3)。這其實(shí)是一個(gè)迭代過程,甚連經(jīng)驗(yàn)豐富的電源設(shè)計(jì)人員都使用這種方法。我們的終目標(biāo)是通過放慢晶體管的通斷速度,使電磁干擾降低可接受的水平,同時(shí)其溫度足夠低以確保穩(wěn)定性。
開關(guān)節(jié)點(diǎn)的物理回路面積對(duì)于控制電磁干擾也非常。通常,出于PCB面積的考慮,設(shè)計(jì)者都希望結(jié)構(gòu)越緊湊越,但是許多設(shè)計(jì)人員并不知道哪部分布局對(duì)電磁干擾的影響大?;氐街暗慕祲悍€(wěn)壓器例子上,該例中有兩個(gè)回路節(jié)點(diǎn)(),它們的尺寸會(huì)直接影響到電磁干擾水平。
PHOENIX模塊因通信設(shè)備中所用集成電路的種類繁多,其電源電壓也各不相同,在通信供電系統(tǒng)中采用高功率密度的高頻DC-DC隔離電源模塊,從中間母線電壓(一般為48V直流)變換成所需的各種直流電壓,這樣可大大減小損耗、方便維護(hù),且安裝、增加非常方便。一般都可直接裝在標(biāo)準(zhǔn)控制板上,對(duì)二次電源的要求是高功率密度。因通信容量的不斷增加,通信電源容量也將不斷增加。
PHOENIX模塊將一個(gè)固定的直流電壓變換為可變的直流電壓,這種技術(shù)被廣泛應(yīng)用于無軌電車、地鐵列車、電動(dòng)車的無級(jí)變速和控制,同時(shí)使上述控制獲得加速平穩(wěn)、快速響應(yīng)的性能,并同時(shí)收到節(jié)約電能的效果。用直流斬波器代替變阻器可節(jié)約電能(20~30)%。直流斬波器不僅能起調(diào)壓的作用(開關(guān)電源), 同時(shí)還能起到有效地抑制電網(wǎng)側(cè)諧波電流噪聲的作用。
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