作者： Frederik Dostal，ADI 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程師

電路設(shè)計(jì)人員通常將電源視為黑盒子或4極元件。其具有兩個(gè)輸入線路和兩個(gè)輸出線路。圖1所示為DC-DC轉(zhuǎn)換器的框圖符號(hào)。頂部是非電氣隔離式DC-DC轉(zhuǎn)換器，底部是電氣隔離式轉(zhuǎn)換器。

圖1. 開關(guān)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(guān)穩(wěn)壓器拓?fù)湓?端口網(wǎng)絡(luò)端子處具有不同的噪聲特性。圖2顯示適合工業(yè)應(yīng)用的ADP2441通用降壓轉(zhuǎn)換器。它可以將24 V輸入電壓轉(zhuǎn)換為3.3V輸出電壓。采用這種拓?fù)鋾r(shí)，可以看出，輸入側(cè)會(huì)產(chǎn)生脈沖電流，因此噪聲很大。當(dāng)ADP2441上的高端開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，電流流入端子A。當(dāng)此開關(guān)關(guān)斷時(shí)，沒(méi)有電流流經(jīng)節(jié)點(diǎn)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(méi)有脈沖電流。

圖2. 實(shí)際的開關(guān)穩(wěn)壓器拓?fù)湓O(shè)計(jì)。

表1總結(jié)了開關(guān)穩(wěn)壓器基本噪聲特性，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員的概念設(shè)計(jì)提供了重要參考。表中列出了最常見的開關(guān)穩(wěn)壓器拓?fù)洹５谝恍兄甘据斎攵耍?端口網(wǎng)絡(luò)的端子A和B）的噪聲水平高低。第二行指示相應(yīng)拓?fù)涞妮敵龆耍?端口網(wǎng)絡(luò)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(guān)穩(wěn)壓器拓?fù)浼捌漭斎牒洼敵龆嗽肼曁匦愿庞[

例如，使用單獨(dú)的LC濾波器進(jìn)行額外濾波，可以大幅減少開關(guān)穩(wěn)壓器電路中的傳導(dǎo)噪聲。通過(guò)這種方式，可以避免出現(xiàn)表1中的高噪聲。然而，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員應(yīng)清楚哪些DC-DC轉(zhuǎn)換器在哪些端子具有很高的噪聲。這樣，他們就可以預(yù)先考慮相應(yīng)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(guó)埃爾蘭根-紐倫堡大學(xué)微電子學(xué)專業(yè)。他于2001年開始工作，涉足電源管理業(yè)務(wù)，曾擔(dān)任多種應(yīng)用工程師職位，并在亞利桑那州鳳凰城工作了4年，負(fù)責(zé)開關(guān)模式電源。他于2009年加入ADI公司，現(xiàn)擔(dān)任位于德國(guó)慕尼黑的ADI公司的電源管理現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程師。