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控制電源阻抗的一些實(shí)用方法

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控制電源阻抗的一些實(shí)用方法

      在“電源設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)談 3” 中,我們討 論了輸入濾波器的源極阻抗如何變得具 有電阻性,以及其如何同開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的負(fù) 輸入阻抗相互作用。在極端情況下,這些 阻抗振幅可以相等,但是其符號(hào)相反從而 構(gòu)成了一個(gè)振蕩器。業(yè)界通用的標(biāo)準(zhǔn)是輸 入濾波器的源極阻抗應(yīng)至少比開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié) 器的輸入阻抗低 6dB,作為較小化振蕩概 率的安全裕度。輸入濾波器設(shè)計(jì)通常以根 據(jù)紋波電流額定值或保持要求選擇輸入 電容(圖 1 所示 CO)

       第二步通常包括根據(jù)系統(tǒng)的 EMI 要求選擇電感 (LO)。正如我們上個(gè) 月討論的那樣,在諧振附近,這兩個(gè)組件 的源極阻抗會(huì)非常高,從而導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn) 定。圖 1 描述了一種控制這種阻抗的方 法,其將串聯(lián)電阻 (RD) 和電容 (CD) 與輸入濾波器并聯(lián)放臵。利用一個(gè)跨接 CO 的電阻,可以阻尼濾波器。

     但是,在大多 數(shù)情況下,這樣做會(huì)導(dǎo)致功率損耗過(guò)高。 另一種方法是在濾波器電感的兩端添加 一個(gè)串聯(lián)連接的電感和電阻有趣的是,一 旦選擇了四個(gè)其他電路組件,那么就會(huì)有 一個(gè)阻尼電阻的較佳選擇。圖 2 顯示的 是不同阻尼電阻情況下這類(lèi)濾波器的輸 出阻抗。紅色曲線(xiàn)表示過(guò)大的阻尼電阻。 請(qǐng)思考一下極端的情況,如果阻尼電阻器 開(kāi)啟,那么峰值可能會(huì)非常的高,且僅由 CO 和 LO 來(lái)設(shè)定。藍(lán)色曲線(xiàn)表示阻尼電 阻過(guò)低。如果電阻被短路,則諧振可由兩 個(gè)電容和電感的并聯(lián)組合共同設(shè)臵。綠色 曲線(xiàn)代表較佳阻尼值。利用一些包含閉型 解的計(jì)算方法(見(jiàn)參考文獻(xiàn) 1)就可以很輕 松地得到該值。

圖 1 CD 和 RD 阻尼輸出濾波器源極阻抗

圖 2 在給定 CD-CO 比的情況下,有一個(gè)較佳阻尼電阻選擇組件

選擇阻尼電阻

        在選擇阻尼組件時(shí),圖 3 非常有用。 該圖是通過(guò)使用 RD Middlebrook 建立 的閉型解得到的。橫坐標(biāo)為阻尼濾波器輸 出阻抗與未阻尼濾波器典型阻抗 (ZO = (LO/CO)1/2) 的比??v坐標(biāo)值有兩個(gè): 阻尼電容與濾波器電容 (N) 的比;以及阻 尼電阻同該典型阻抗的比。利用該圖,首 先根據(jù)電路要求來(lái)選擇 LO 和 CO,從 而得到 ZO。隨后,電源適配器將較小電源輸入阻抗 除以二,得到您的較大輸入濾波器源極阻 抗 (6dB)。

          電源適配器較小電源輸入阻抗等于 Vinmin2/Pmax。 只需讀取阻尼電容與濾波器電容的比以 及阻尼電阻與典型阻抗的比, 您便可以計(jì) 算得到一個(gè)橫坐標(biāo)值。例如,一個(gè)具有 10μH 電感和 10μH 電容的濾波器具有 Zo = (10μH/10 μF)1/2 = 1 Ohm 的典型 阻抗。如果它正對(duì)一個(gè) 12V 較小輸入的 12W 電源適配器進(jìn)行濾波,那么該電源適配器輸入阻 抗將為 Z = V2/P = 122/12 = 12 Ohms。 這樣,較大源極阻抗應(yīng)等于該值的二分之 一,也即 6 Ohms。現(xiàn)在,在 6/1 = 6 的 X 軸上輸入該圖,那么, CD/CO = 0.1,即 1 μF,同時(shí) RD/ZO = 3,也即 3 Ohms。


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| 發(fā)布時(shí)間:2018.05.31    來(lái)源:適配器廠(chǎng)家
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