开关调节器中的快速开关瞬变是有利的,因为这显著降低了开关模式电源中的开关损耗。尤其是在高开关频率时,可以大幅提高开关调节器的效率。但是,快速开关转换也会带来一些负面影响。开关转换频率在20MHz和200MHz之间时,干扰会急剧增加。这就使得开关模式电源开发人员必须在高频率范围内,在高效率和低干扰之间找到良好的折衷方案。此外,ADI提出了Silent Switcher技术,即使是极快的开关边沿,也可能产生最小电磁辐射。
图1. 对开关模式电源进行开关转换,在开关节点处施加输入电压。
图1显示了快速和慢速开关转换。快速开关转换会给邻近电路段产生更强的干扰耦合。存在电压突变的PCB走线可与具有高阻抗的邻近走线产生容性耦合。存在电流突变的PCB走线可与邻近走线产生电感耦合。通过减慢开关转换,可将这些影响降至最低。图2显示了一种经验证适用于异步开关调节器的技术。此处,两个开关中的一个使用了肖特基二极管。将电阻与自举电容CBOOT(提供高边n沟道MOSFET的栅极电压)串联,可减慢开关的开关转换。当无法直接调整功率MOSFET的栅极信号线时,此技巧可用于集成开关调节器。如果将开关控制器与外部MOSFET配合使用,也可将电阻插入栅极驱动走线中。电阻值通常小于100Ω。
图2. 使用自举电阻减慢异步降压转换器中的开关转换。
但是,大多数现代开关调节器都是具有高边和低边有源开关的同步开关调节器。此处,在CBOOT路径中使用电阻无法明显减慢开关转换。如果此处还是使用与CBOOT串联的电阻(如图3所示),则也将减慢高边开关的开关转换。但是,这可能导致低边开关没有完全关闭。因此,高边开关和低边开关可能同时瞬间打开。这将导致输入电压到接地之间出现破坏性短路。这一点尤为关键,因为开关转换速度也受到工作温度等参数和半导体制造中的可变性的影响。因此,即使是在实验室测试,也无法保证安全操作。
要减慢具有集成开关的同步开关调节器的开关转换,应使用可通过内部电路直接设置开关转换速度的同步开关调节器,例如ADI的ADP5014。在这些集成电路中,可在内部确保:在减慢开关转换时,两个开关不同时导通,因此也不会发生短路,并且在CBOOT路径中都没有电阻。
图3. 由于高端开关转换减慢而可能短路的同步降压转换器。
关于快速开关转换,近年来有一个非常重要的创新不容忽视。ADI的Silent Switcher技术使快速开关边沿的电磁辐射大幅降低,高达40dB(10,000倍)。因此。可开发出具有超快边沿且仅有最小EMC问题的开关模式电源。在大多数情况下,Silent Switcher器件无需为了减少EMI而降低开关转换速度。通过Silent Switcher技术,在很大程度上消除了在最大转换效率和最小电磁干扰之间进行权衡的难题。

原文标题:开关转换时,最大效率与最小电磁干扰可以“兼得”
文章出处:【微信公众号:亚德诺半导体】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。
声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。
举报投诉
-
亚德诺
+关注
关注
6文章
4680浏览量
16074
原文标题:开关转换时,最大效率与最小电磁干扰可以“兼得”
文章出处:【微信号:analog_devices,微信公众号:analog_devices】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。
发布评论请先 登录
相关推荐
电磁干扰与电磁辐射的区别 EMI电磁干扰与电力系统的关系
)与电磁辐射的区别 定义 电磁干扰(EMI)是指由于电磁能量的传播,导致设备或系统性能下降的现象。它通常是由外部电磁场引起的,这些场可能来自
电磁干扰的防护技术 EMI电磁干扰对通信设备的影响
电磁干扰的防护技术 电磁干扰(EMI)是指电子设备或系统在电磁场中相互影响而产生的不可预期的问题。为了有效防护
EMI电磁干扰的常见来源 电磁干扰对电子设备的影响
电磁干扰的常见来源及对电子设备的影响 电磁干扰(EMI)是电子设备在运行过程中不可避免会遇到的问题。EMI的来源广泛,它们可以是自然现象,也
EMI电磁干扰如何减少
减少EMI(电磁干扰)是电子电路和系统设计中非常重要的一项任务,以下是一些减少EMI的有效方法: 一、屏蔽 屏蔽是用来减少电磁场向外或向内穿透的措施,可以分为静电屏蔽、
电磁干扰的来源和类型
电磁干扰(Electromagnetic Interference,简称EMI)是一种电气现象,它指的是电子设备、系统或网络在电磁环境中受到的任何不利影响,这种影响会干扰其正常性能的
浅谈电磁干扰系统
任何在传导或者在有电磁场伴随着电压、电流的作用下而产生会降低某个装置、设备或系统的性能,还有可能对生物或者物质产生不良影响的电磁现象。它通常可以分为传导干扰和辐射
评论