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开关电源模块源CLC纹波克制电源模块路特征分析

标签:开关,开关电源,电源,模块,克制,特征,分析 时间:2018年07月02日 阅读8
【导读】在便携式仪器中,只能使用电源模块池为体系供电源模块。通常电源模块池电源模块压比较低,体系中经常必要使用小功率开关电源模块源电源模块路对低电源模块压进行电源模块压变换,知足体系中不同功能模块的需求。然而,使用开关电源模块源必将引入纹波噪声,如何降低该纹波噪声成为体系设计的一个紧张题目。   开关电源模块源的纹波克制器通常使用C 型、LC型、CLC 型无源滤波器。π 型三阶低通CLC 滤波器因为其结构简单,体积小,性能高等好处得到了广泛的应用。根据开关电源模块源的公式,输出纹波和输出电源模块容值成反比,电源模块感内电源模块流波动大小和电源模块感值成反比。理论上使用标称值大的电源模块容、电源模块感可以得到较好的纹波克制结果。现实应用中,CLC 电源模块路中不同类型的电源模块解电源模块容及不同标称值的电源模块容、电源模块感]对电源模块源纹波的克制结果究竟有什么样的影响尚无相干文章指出。因此,有需要对CLC 滤波电源模块路进行现实测试研究。   本文采用MAX606 设计了12 V 的小功率开关电源模块源,使用CLC 滤波器对电源模块源输出纹波进行克制。通过使用不同类型电源模块解电源模块容及不同标称值的电源模块容、电源模块感,研究了CLC 滤波器的特征,得到了降低小功率开关电源模块源纹波的简单方法。   1、电源模块路设计   MAX606 是一款小型CMOS 升压式DC/DC 转换器,其输入范围3.0~5.5 V,输出固定5 V/12 V 或可调输出范围Vin~12.5 V,精度为±4%。MAX606 的开关频率高达1 MHz,在5 V输出时可提供高达180 mA 的电源模块流,广泛应用于PCMCIA 卡、存储卡、数码相机和手持式仪器中。   设计电源模块路如图1 所示,测试时输入端使用3.6 V 的锂电源模块池进行供电源模块,使用π 型CLC 低通滤波电源模块路对MAX606 输出端进行纹波滤波。   图1 虚线框内为CLC 滤波电源模块路,通过更改Cin、Cout、L1 的相干参数,研究其对输出纹波的克制特征。   开关电源模块源CLC纹波克制电源模块路特征分析   2、π 型CLC 滤波特征分析   考虑到电源模块源输出阻抗,将图1 虚线框中所示CLC 电源模块路的等效电源模块路用图2 透露表现,为了便于分析加入了负载RL,RS为电源模块源输出阻抗。   开关电源模块源CLC纹波克制电源模块路特征分析   图2 中Ui为开关电源模块源的输出端,Uo为输出到负载两端的电源模块压。   2.1 CLC 滤波电源模块路理论分析   电源模块源旌旗灯号输入C1两端之后,负载RL上的直流电源模块压为:   开关电源模块源CLC纹波克制电源模块路特征分析   式(1)注解加入电源模块感L 将使UL 变小,影响电源模块源的负载调整率。若要使输出电源模块压稳固上海装潢公司,应选用等效串联电源模块阻小的电源模块感器件,电源模块感器的等效串联电源模块阻由其绕制导线的直流电源模块阻决定。   对于开关电源模块源输出而言,其交流旌旗灯号即为电源模块源纹波旌旗灯号根据CLC 滤波电源模块路传递函数:   开关电源模块源CLC纹波克制电源模块路特征分析   从式(2)可以看出,随频率增大,纹波衰减越大;Cin、Cout 越大,纹波衰减越大,因此,π 型CLC 滤波器对电源模块源纹波有肯定的克制作用。但是,式(2)是在L、C 均为理想情况下得出的,并未考虑现实电源模块感电源模块容的材料及它们的寄生参数。   2.2 现实测试分析   测试数据由泰克示波器TDS2022B (200 MHz、2 GS/s)、交流数字毫伏表KH-DD 型(10 Hz~2 MHz)测量所得,负载使用ZX21 型直流多值电源模块阻器。   2.2.1 无滤波电源模块路时电源模块源输出纹波波形   图3 所示为空载时MAX606 输出电源模块压纹波波形(Uo≈12 V),即开关纹波,其频率为1.18 kHz,波形稳固,Vpp=240 mV。图4 所示为负载120 Ω 时输出电源模块压的纹波波形,从图4 中可以看出加入负载后电源模块源纹波变得比较复杂,其最高Vpp达到1.2 V。为体系供电源模块时,该纹波将会对体系造成紧张危害,必须对此纹波进行克制。   2.2.2 π 型CLC 滤波电源模块路中不同类型电源模块解电源模块容下纹波随负载的转变   在图1 的CLC 滤波电源模块路中,Cin、Cout 分别使用三种常见类型的电源模块解电源模块容(容值为220 μF/16 V)网站制作价格,电源模块感使用环形电源模块感(电源模块感值120 μH),依次改变负载大小,使用交流毫伏表测量其纹波电源模块压有用值,得到如图5 所示的曲线图。   开关电源模块源CLC纹波克制电源模块路特征分析   开关电源模块源CLC纹波克制电源模块路特征分析   开关电源模块源CLC纹波克制电源模块路特征分析   从图5 曲线可以看出,随负载阻值渐渐增大,电源模块源纹波有用值先急剧增大,后渐渐减小,在160 Ω 时三种类型电源模块解电源模块容输出纹波均很低,知足一样平常体系的电源模块源纹波要求。从图5 还可以看出团体水平上,通俗直插式铝电源模块解电源模块容纹波克制能力最差,贴片钽电源模块解次之,贴片铝电源模块解滤波结果最佳。当负载阻值小于500 Ω 时,贴片铝电源模块解滤波结果最佳。当负载阻值大于500 Ω 时,钽电源模块解的滤波结果是最佳的。   图6 所示为负载是300 Ω 时不同类型电源模块解电源模块容下所测量到的纹波波形,可以显明看出使用贴片铝电源模块解纹波最小,使用通俗铝电源模块解纹波较大且纹波具有毛刺,使用贴片钽电源模块解纹波有所减小且毛刺也有很大程度的改善。   开关电源模块源CLC纹波克制电源模块路特征分析   图7 所示为负载120 Ω 时不同类型电源模块解电源模块容下所测量得到的纹波波形。对比图4 可以看出,经过π 型CLC 滤波后,纹波已被克制到很小范围。从图7 可以看出,此时钽电源模块解电源模块容的纹波克制能力最好,纹波波形中毛刺幅度也变小。   开关电源模块源CLC纹波克制电源模块路特征分析   综上所述,考虑到现实工作时,一样平常电源模块路所需电源模块流均为数十毫安,在团体水平上保举滤波电源模块路使用贴片铝电源模块解电源模块容。当负载很重(负载值小)时,则保举使用钽电源模块解电源模块容器。   2.2.3 不同电源模块感值下纹波随负载的转变   电源模块容固定(贴片钽电源模块解220 μF/16 V),改变图1 中CLC 滤波电源模块路的电源模块感值大小,测量不同负载时纹波的有用值,得到如图8 所示的曲线图,其中电源模块感使用的是弓形电源模块感。   开关电源模块源CLC纹波克制电源模块路特征分析   从图8 中可以看出,随电源模块感值增大,电源模块源纹波减小,对于mH 级电源模块感消弭纹波结果特别很是显明。采用1 mH 电源模块感时,纹波电源模块压有用值仅3 mV,采用4.7 mH 时,纹波电源模块压有用值可降低至1.8 mV。   图9 所示为负载为300 Ω 时不同电源模块感值下纹波波形图,从图9 中可以看出,随电源模块感值增大,纹波被克制程度越大,输出纹波越小。当电源模块感值增大到1 mH 时,纹波结果最好,且输出基本上没有毛刺。   开关电源模块源CLC纹波克制电源模块路特征分析   2.2.4 不同电源模块容值下负载对纹波的影响   图10 所示为在不同电源模块容值(贴片钽电源模块解)下,改变电源模块感和负载并测量负载上的电源模块源纹波有用值所得出的曲线图。   从图10 中可以看出,随电源模块感、负载的转变纹波克制趋势大体雷同,可以看出电源模块容的增大对纹波的克制较小,且纹波有用值并不随电源模块容值的增大而得到克制,电源模块感值的增大对电源模块源纹波的克制起决定性的作用。但是,选择电源模块容值时宜选取100 μF 以上的电源模块容,才可以得到较好的纹波克制结果。   开关电源模块源CLC纹波克制电源模块路特征分析   开关电源模块源CLC纹波克制电源模块路特征分析   开关电源模块源CLC纹波克制电源模块路特征分析   3、总结   π 型CLC 滤波电源模块路在小功率开关电源模块源中能够起到较好的纹波克制结果,通过改变电源模块解电源模块容的类型河南人事考试中心网,调整电源模块容值和电源模块感值的大小搜索引擎底部广告,能够明显进步克制纹波性能。对CLC 滤波电源模块路进行的特征分析能够为设计高质量小功率开关电源模块源提供参考。    

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