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技术专题

電(diàn)路设计适用(yòng)于電(diàn)源设计的LC滤波器


在设计電(diàn)源时,该经验还强调了一个相似且经常被忽略的方面。可(kě)能(néng)没有(yǒu)水过滤器,但是您需要為(wèi)電(diàn)源放置一个LC过滤器。 

如果您需要基本的更新(xīn)器,则LC滤波器是内置有(yǒu)電(diàn)感器和電(diàn)容器的低通滤波器。这是為(wèi)了防止某些高频AC组件通过電(diàn)路。这是LC滤波器的典型布置。 


基本的LC低通滤波器電(diàn)路原理(lǐ)图。

在较高的频率下,電(diàn)感器起扼流圈的作用(yòng),阻止交流分(fēn)量通过。同时,電(diàn)容器的阻抗降低,并形成高频成分(fēn)通过的路径。LC滤波器的思想是防止高频AC分(fēn)量流向负载。 

為(wèi)什么需要電(diàn)源的LC滤波器?

在理(lǐ)想情况下,在示波器上观察时,直流電(diàn)源输出的電(diàn)压是一条完美的水平線(xiàn)。但是,世界遠(yuǎn)非理(lǐ)想,電(diàn)压绝非完美的線(xiàn)路。 

直流電(diàn)源容易受到交流纹波和噪声的影响,对于开关電(diàn)源调节器则更是如此。开关和过渡频率会产生500 kHz以上的纹波,这些纹波通常会耦合至输出電(diàn)压。即使您坚持使用(yòng)線(xiàn)性稳压器,也会有(yǒu)来自電(diàn)源频率或数字干扰的交流分(fēn)量。 

就像未过滤的水会毁掉一杯浓缩咖啡一样,渗入调节器输出的交流纹波也会影响系统功能(néng)。ADCDAC和运算放大器等模块对電(diàn)源上的AC噪声特别敏感。这些模块的准确性可(kě)能(néng)会受到影响,并且在某些情况下,组件可(kě)能(néng)无法正常运行。 

電(diàn)源噪声不仅会影响模拟部件。在一项研究中,发现電(diàn)源噪声使高速微处理(lǐ)器的时钟频率降低了6.7%。即使電(diàn)路可(kě)以容忍交流噪声,它也仍然会作為(wèi)EMI辐射并影响其他(tā)電(diàn)子产品。 

電(diàn)源LC滤波器设计技巧

用(yòng)我的话来说,電(diàn)源噪声会令人讨厌。您无法预测它将如何以及何时会影响電(diàn)路。与劣质咖啡不同,该领域中電(diàn)源噪声干扰系统的影响要大得多(duō)。

因此,您将要确保電(diàn)源设计有(yǒu)LC低通滤波器。以下是正确实施的一些技巧:

定位方式

自然,您会想到将LC滤波器放置在调节器的输出和负载之间。尽管该位置没有(yǒu)问题,但如果使用(yòng)降压调节器,则可(kě)以通过在输入端放置LC滤波器来实现更好的降噪效果。

对于降压稳压器,大部分(fēn)噪声源于输入端的开关转换。在输入处添加LC滤波器会产生更大的抑制效果。 

ESRESL電(diàn)容器

為(wèi)了有(yǒu)效地抑制高频噪声,您需要选择具有(yǒu)低ESRESL值的電(diàn)容器。如果很(hěn)难实现,请考虑并联使用(yòng)两个電(diàn)容器以降低ESRESL的组合值。 

LC

选择電(diàn)感器和電(diàn)容器的值似乎是一个简单的过程。毕竟,遵守以下公式可(kě)能(néng)会出什么问题? 

f = 1 /2π√LC

但是,除了将两个无源元件组合在一起以阻止高频噪声外,还有(yǒu)很(hěn)多(duō)其他(tā)事情。首先,您需要选择一个電(diàn)感,其值要比与電(diàn)源串联的電(diàn)感大得多(duō)。

将其与适当的電(diàn)容器值匹配以获得谐振频率。

您将要警惕LC滤波器的响应衰减不足,因為(wèi)它可(kě)能(néng)导致该频率处的峰值幅度。為(wèi)了防止出现峰值,在LC滤波器中增加了并联阻尼RC元件。

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