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穿刺噪聲的正確測量和改進措施
日期:2015-07-05 12:46:18   作者:特瑞仕半導體公司

隨著DC/DC轉換器的開關頻率的不斷升高,穿刺噪聲的影響變得也越來越明顯。現在,盡管由于示波器的性能不斷的提高使得穿刺噪聲的觀測變得簡單了,但是要準確得到實際穿刺噪聲的大小以及分析具體產生的原因還是和很多因素有關,例如使用正確的測試方法,外部使用器件的合適選擇,線路板線路的合理布局等等。


穿刺噪聲產生的原因


穿刺噪聲產生的原因主要分為兩大類:
1. 測試方法:測試時,示波器的探針的不同連接方法對穿刺噪聲的測量有很大影響。
2. 外圍使用器件的正確選擇和線路布局的影響。當DC/DC轉換器在控制開關動作完成的同時,肖特基二極管打開和截止的瞬間有逆向漏電流流過,同時開關打開和斷開的瞬間基板上有大的電流流過,造成基板上不同器件之間產生較大電位差;另外由于線圈的電磁波磁場的影響也會導致有較大的穿刺噪聲產生。


測試方法的改善


當DC/DC轉換器工作的時候,可以用示波器觀察到在開關閉合和打開的瞬間,輸出電壓中會有幾百毫伏的穿刺噪聲信號產生,而且在測試的過程中,隨著探針測試方向的改變,噪聲信號的大小也會發生很大的變化。實際輸出電壓中的噪聲除了正確的測試方法以外,還受到其他因素的影響,因此要準確測量輸出電壓中穿刺噪聲成份的大小,就需要避免由于測試探針受外界的環境的影響而增加的那部分噪聲信號,具體操作如下:
A: 這種普通的測試探針由于地線比較長象天線一樣,容易受外界的環境影響。
B: 去除探針的接地端和探頭的屏蔽部份。
C: 然后直接把探頭的金屬端和輸出端連接,探針的地線部份和線路板的地線連接,這樣可以有效的防止外界噪聲的干擾。
同樣,地線測試基準點的選擇對于穿刺噪聲的大小也有著很大的影響,DC/DC轉換器后端的輸出電容的容值對于穿刺噪聲的實際值得大小也有著重要的影響。


應用對策


實際應用過程中間需要注意的地方很多,下面列舉一些供參考:
1. 在選擇輸入電容時盡量使用感抗小的電容,或者并聯一個0.01μF的陶瓷電容,并且要盡量的靠近開關晶體管和二極管。
2. 輸出電容的等效電阻ESR是影響穿刺噪聲大小的一個很重要的因素(VRIPPLE=RESR*DIL),因此要正確的選擇一個電容就需要綜合考慮電容的價格,等效阻抗的大小和容值之間關系。由于陶瓷電容有很好的高頻特性,而且等效電阻ESR也很小,實際應用電路中盡量選擇可使用陶瓷電容的DC/DC轉換芯片;
3. 在FET開關管的G端和DC/DC之間增加一個5-50mΩ的電阻;
4. 在開關管和肖特基二極管的兩端各并聯一個RC緩沖回路;
5. 選用逆向導通恢復時間特性好的肖特基二極管,減少漏電流的流過;
6. 當電路中有非連續的大電流流過時, 外置開關管和線圈之間的導線要盡量的短,而且盡量遠離輸出接地端;
7. 選擇使用閉磁類型電路的電感線圈;
8. 在輸出端增加一個濾波電路(低通LC & RC回路);
9. 在電路中增加一個鐵氧磁體器件可以濾除高頻雜波信號。

注意:當有誤動作發生或者效率轉換低下的情況時,要首先檢查有旁路電容和地線連接的那部份線路。查詢進一步信息,請訪問官方網站http://www.torex.com.cn/tips/

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 發布人:pr_room
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