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【经验总结】如何降低开关电源的噪声

  电源装置是电子电气设备中所不可缺少的部件,开关电源以其效率高、体积小、重量轻、电压适应性好等优点,受到相关行业的青睐。但目前存在的缺陷是电磁骚扰大,对环境或对其他设备造成不利影响。目前对于可变负载的开关电源,笔者所了解到的产品最低输出噪声电压也在70 mV以上。设计低电磁骚扰的开关电源,也就成了许多设计人员的希望,为此提出了种种方法。

  开关电源电路结构与降噪原理

  该开关电源的设计目标是稳定20 V输出,输出电流0~2 A可变,用于音响系统。为了突出降低电磁噪声的处理技术,简化电路,用单片开关电源芯片TOP224Y进行设计。TOP224Y内部已包含了PWM调制所需的所有电路以及激励管输出,由它激励变压器,开关频率为100 kHz,内部MOS激励管的耐压为700 V,输出功率小于45 W。电路如图1所示,该电路可以获得更大的输出功率,只需更改部分器件。图1中左边的电路R1,L1,D1,C1至C7是常规的共模滤波和整流电路,获取约300 V的直流电压供DC-DC变换电路使用;最右边电路L5,C11等是普通的LC滤波电路;IC2,D8,R9,R10组成电压反馈电路,形成闭环结构,稳定电源输出电压;中间部分是DC-DC变换器,降噪声的关键是对这一部分的电路进行适当处理。

【经验总结】如何降低开关电源的噪声

图1:低噪声开关电源原理图

  对于中间部分电路而言,TOP224Y作为PWM控制、激励,都是常规处理。控制端C的工作电压取自变压器的反激励电压,其中D3是整流管,D4是发光二极管,用作指导灯。C端的反馈信号来自IC2的输出。芯片的漏极输出端D连接变压器和R1,D2,其中R1是半导体压敏电阻,与D2一起组成芯片限压保护电路,防止芯片因过压而击穿。该项电路的激励方式采用以正激励为主的正、反混合激励式,变压器有4个绕组,其中2个是基本相似的输出绕组n3,n4,它的同名端关系如图2所示。

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