如何降低DCDC开关电源的噪声

时间:2025-02-05

通常,对于设计电源的工程师来说,最佳工作频率是设计电源过程中的重要参数。

对于低频,周围设备的尺寸趋于增加,因此成本也增加。

工作频率高,减小了周围设备的尺寸,但相应的自损耗也增加了。

如何权衡? 1.频率与周围设备之间的关系。

从上图中可以看出,当频率为100Khz时,电感占据主要位置。

随着频率增加,电感量也减小,并且电感相应地再次减小。

输出端子的电容值也随着频率的增加而减小。

输入端的电容基本上保持不变。

2.频率与损耗之间的关系。

对于半导体器件,损耗包括两部分,一个是开关损耗,另一个是传导损耗。

开关损耗随频率的增加而增加,并且传导损耗不受工作频率的影响。

当开关损耗等于导通损耗时,总损耗最低。

通过以上两个参数,可以合理设计电源的工作频率。

3.电源布局设计---产生和减少噪声1)设计电源时,良好的布局可以降低电源噪声。

电源噪声主要有三种类型:运算放大器的输入和输出,参考电压和斜率。

如下图所示:运算放大器的输入端子可能是电源中最敏感的点。

为了降低噪声,必须使节点的长度最小化,并且反馈和输入组件必须放置在尽可能靠近运算放大器的位置。

如果反馈网络中存在高频积分成分,则最理想的布局是将反馈电阻放置在靠近运算放大器输入端的位置。

如果将高频信号注入电阻-电容器节点,则高频信号将承担电阻和电容。

高频的电容电抗非常小。

2)斜坡斜坡通常是由电容器的充电和放电(电压模式)或电源开关的采样电流(电流模式)引起的。

电压模式的影响很小,因为高频输入信号阻抗的电容很小,但是电流模式是个问题。

如下图所示:对于上图中的第一个图,可以使用IC控制上升沿消隐方法删除,对于第二个图,可以使用多个并联的电容器来删除(主要是由于斜率补偿不足) )。

4.电源噪声的解决方案第三点已经提到了几种导致电压噪声的方法,因此,在对电源噪声进行故障排除时,您需要从三点入手。

1)观察运算放大器的输出端是否有高频变化,并更换补偿元件; 2)对于运算放大器的参考电压,可以使用可靠的电压源。

TL431更常用。

3)也可以通过改变MOS的栅极电阻来切换开关。

波形有一定的作用。