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DC-DC电源模块如何应对纹波噪声

时间:2022-10-24 09:00:00 二极管场效应模块电源模块大功率电感

测量纹波噪声dcdc电源模块是一个重要个好的电源模块dcdc电源模块必须在合理范围内控制输出纹波噪声。但是有哪些措施可以有效地降低纹波噪声呢?

1、电源PCB走线和布局

反馈线应避免磁性元件、开关管和功率二极管。输出滤波电容器的放置和布线对纹波噪声至关重要。如图1所示,在传统设计中,由于每个电容器的阻抗不同,高频电流在三个电容器中分布不均匀。在改进设计中,可以看到每个电路的长度相同,即高频电流将均匀分配到每个电容器中。

2)场效应管D级与输入正之间的添加RCD

场效应管的反向恢复时间一般比二极管要长D为了避免直接电流的形成,这种电流会产生强磁场,增加输出噪声干扰,因此可以人为地通过栅极电阻R4.开关管的开关速度。为了不影响关闭速度,可以在栅极电阻下并联二极管D2。

3)场效应管DS端并联RC

可在场效应管DS两端并联一个RC电路还能有效减少噪声干扰,电容C2一般在100P电容值过大会导致场效应管开关损耗增加,电阻R一般选择小于10Ω电阻。

4)输出二极管两端并联

RC在高速导通和关闭二极管时,在反向恢复过程中,二极管的寄生电感和电容会产生高频振荡。为了抑制高频振荡,可以在二极管两端添加RC缓冲电路,电阻R3一般在1Ω~100Ω,电容C3一般在100pF~1nF,如果电源工作频率低,效率满足要求,二极管D可选择反向恢复时间较慢的二极管。

5)输出加二级

LC滤波LC噪声和纹波抑制效果明显。根据纹波频率选择合适的电感电容值。但由于柱形电感价格低、体积小的优点,一般都是LC大多数中电感都会选择柱形感。然而,柱形电感是一种开放式磁结构,会对周围环境造成严重的磁干扰。我们可以使用两个电感并排放置,电流流入相反的方向,这有助于引导磁通量从一个磁柱到另一个磁柱,从而可以降低电磁干扰。

6)加法拉第屏蔽层之间的第一级变压器

当变压器绕组通过高频电流时,变压器将成为一个有效的磁场天线,变压器绕组将承受跳跃电压,即变压器也将成为一个电场天线第屏蔽层可收集隔离边界的噪声、电流并转移到原边缘,但铜箔应为非常薄的铜箔带,尽量避免涡流损失,减少泄漏。请注意,铜屏蔽层末端不应有电连接,否则会形成磁短路。

7)减少变压器漏感

采用三明治绕组法可以使初级绕组耦合更紧密,减少漏感,从而减少漏感dcdc电源模块噪声的目的。

8)合理设计变压器输出绕组并联

当电源输出电流较大时,我们通常使用两个绕组并联使用。这两个绕组通常分为原边绕组内外,因此直流阻抗略有差异,可能产生内部环流,电压波形也会出现严重的振动铃声,电磁干扰会变得更加严重,如果输出绕组必须并联使用,可能会出现大量意外发热。

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