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【秘籍】开关电源电路开发设计大全

2014-09-23 15:06
来源: 与非网

  第一步是检查节点,看斜坡中是否存在明显的非线性,或者误差放大器输出中是否存在高频率变化。如果检查后没有发现任何问题,那么就将误差放大器从电路中取出, 并用一个清洁的电压源加以代替。 这样您应该就能够改变该电压源的输出,以平稳地改变电源输出。如果这样做奏效的话,那么您就已经将问题范围缩小至参考电压和误差放大器了。

  有时,控制IC中的参考电压易受开关波形的影响。利用添加更多(或适当)的旁路可能会使这种状况得到改善。另外,使用栅极驱动电阻来减缓开关波形也可能会有助于解决这一问题。如果问题出在误差放大器上,那么降低补偿组件阻抗会有

  所帮助,因为这样降低了注入信号的振幅。如果所有这些方法都不奏效,那么就从印刷电路板将误差放大器节点去除。对补偿组件进行架空布线 (air wiring) 可以帮助我们识别出哪里有问题。

  秘笈三 阻尼输入滤波系列第一部分

  开关调节器通常优于线性调节器,因为它们更高效,而开关拓扑结构则十分依赖输入滤波器。 这种电路元件与电源的典型负动态阻抗相结合, 可以诱发振荡问题。本文将阐述如何避免此类问题的出现。

  一般而言,所有的电源都在一个给定输入范围保持其效率。因此,输入功率或多或少地与输入电压水平保持恒定。 图3.1显示的是一个开关电源的特征。 随着电压的下降,电流不断上升。

【秘籍】开关电源电路开发设计大全  图3.1 开关电源表现出的负阻抗

  负输入阻抗

  电压-电流线呈现出一定的斜率, 其从本质上定义了电源的动态阻抗。 这根线的斜率等于负输入电压除以输入电流。 也就是说, 由Pin=V?, 可以得出V=Pin/I; 并由此可得dV/dI=–Pin/I2或dV/dI≈–V/I。

  该近似值有些过于简单,因为控制环路影响了输入阻抗的频率响应。但是很多时候,当涉及电流模式控制时这种简单近似值就已足够了。

  为什么需要输入滤波器

  开关调节器输入电流为非连续电流,并且在输入电流得不到滤波的情况下其会中断系统的运行。 大多数电源系统都集成了一个如图3.2所示类型的滤波器。 电容为功率级的开关电流提供了一个低阻抗,而电感则为电容上的纹波电压提供了一个高阻抗。该滤波器的高阻抗使流入源极的开关电流最小化。在低频率时,该滤波器的源极阻抗等于电感阻抗。在您升高频率的同时,电感阻抗也随之增加。在极高频率时,输出电容分流阻抗。在中间频率时,电感和电容实质上就形成了一种并联谐振电路,从而使电源阻抗变高,呈现出较高的电阻。

  大多数情况下,峰值电源阻抗可以通过首先确定滤波器 (Zo) 的特性阻抗来估算得出,而滤波器特性阻抗等于电感除以电容所得值的平方根。这就是谐振下电感或者电容的阻抗。 接下来, 对电容的等效串联电阻 (ESR) 和电感的电阻求和。 这样便得到电路的Q值。峰值电源阻抗大约等于Zo乘以电路的Q值。

【秘籍】开关电源电路开发设计大全 

  图3.2 谐振时滤波器的高阻抗和高阻性

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