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技术专题
電(diàn)源滤波选项
電(diàn)源滤波选项
電(diàn)源不需要应用(yòng)滤波的应用(yòng)很(hěn)少。滤波器的类型及其在電(diàn)路设计中的位置取决于许多(duō)因素。最常见的类型是输入滤波，位于任何外部電(diàn)源和電(diàn)源控制電(diàn)路之间。或者，将滤波器放置在负载两端的输出端可(kě)能(néng)更有(yǒu)效。
基本電(diàn)源的主要问题之一是防止输入電(diàn)源上的噪声和電(diàn)压尖峰对電(diàn)源本身或负载電(diàn)路产生不利影响。第二个问题是从整流器级的输出中消除任何可(kě)能(néng)影响负载的纹波電(diàn)压。然而，通常需要输入滤波以避免开关模式電(diàn)路产生的噪声通过電(diàn)源传导回开关電(diàn)源中的输入電(diàn)源。
波纹过滤
任何整流器的输出都将包含输出上的纹波電(diàn)压元素，作為(wèi)整流过程的固有(yǒu)副产品。
跨输出负载放置的高值電(diàn)容器可(kě)為(wèi)整流電(diàn)源線(xiàn)提供简单但有(yǒu)效的纹波滤波。電(diàn)容器值是根据纹波频率、電(diàn)容器在最小(xiǎo)输出電(diàn)压点提供的最大電(diàn)流以及可(kě)接受的残余纹波電(diàn)压幅度来计算的。電(diàn)容越大，残余纹波越小(xiǎo)。理(lǐ)论上，无限大的電(diàn)容将消除任何纹波電(diàn)压。在这里，设计人员需要在電(diàn)容器成本和尺寸与可(kě)接受的残余纹波電(diàn)压之间进行权衡。
電(diàn)容器选择时要考虑的一个因素是其等效串联電(diàn)阻，它将决定滤波器效率和响应时间，影响热管理(lǐ)并可(kě)能(néng)影响高频纹波的性能(néng)。
这种基本滤波器的主要优点是在非常低的负载下，输出電(diàn)压将非常接近峰值输入電(diàn)压。这种滤波器类型还将為(wèi)使用(yòng)半波整流器实现的電(diàn)源提供合理(lǐ)有(yǒu)效的解决方案，以最大限度地减少组件数量和占位面积。这种滤波器类型的缺点是它提供的電(diàn)压调节非常差，并且随着负载的增加，其降低纹波的性能(néng)将显着降低。
输出噪声过滤
在考虑電(diàn)磁干扰等噪声时，滤波器放置和元件选择等因素至关重要。
典型的无源滤波器電(diàn)路将包括電(diàn)容器、電(diàn)感器和電(diàn)阻器，以在電(diàn)源与其负载之间形成桥接。正确设计的滤波器的一个关键特性是使電(diàn)源電(diàn)路的输出与负载電(diàn)路的阻抗匹配。匹配越好，任何電(diàn)磁干扰的衰减就越有(yǒu)效。因此，滤波器電(diàn)路可(kě)以消除来自输入電(diàn)源線(xiàn)的噪声和電(diàn)源電(diàn)路本身产生的噪声，起到低通滤波器的作用(yòng)。它还可(kě)以防止负载引起的干扰被传导回電(diàn)源控制電(diàn)路并影响其性能(néng)。如果電(diàn)源具有(yǒu)严格的電(diàn)压调节要求并驱动大電(diàn)流开关负载，则此功能(néng)非常重要。
但是，重要的是要注意，这不会阻止電(diàn)源产生的噪声传导回输入電(diàn)源線(xiàn)。因此，需要认证的设备中的开关電(diàn)源可(kě)能(néng)需要在電(diàn)源输入端进行额外的过滤，以实现合规性。
另一点需要注意的是，滤波器電(diàn)路将减少传导共模和差模干扰，但不会解决对辐射電(diàn)磁干扰影响的敏感性。因此，需要采用(yòng)屏蔽技术和接地措施。特别是如果電(diàn)源容易受到干扰中断，或者更可(kě)能(néng)发生在开关電(diàn)源中，它会产生可(kě)能(néng)影响其他(tā)设备或其负载的干扰。
从设计的角度来看，组件的选择至关重要。例如，滤波器自谐振会产生重大问题；超出自谐振频率工作的電(diàn)容器会与電(diàn)感器相互作用(yòng)，从而产生影响性能(néng)的耦合振荡。
稳压器输出滤波
電(diàn)容器放置在稳压器的输出两端以提供電(diàn)压稳定性。尽管如此，它们还具有(yǒu)降低高频噪声的额外优势，这在开关模式電(diàn)源中尤為(wèi)普遍。这种噪声的主要来源是脉宽调制控制信号，它会产生非常高频的噪声谐波，从而导致辐射和传导干扰。在電(diàn)源具有(yǒu)大输出電(diàn)流的情况下，或者对于電(diàn)容器没有(yǒu)足够高的自谐振频率的其他(tā)情况，可(kě)以在开关组件 MOSFETS 的输出端為(wèi)電(diàn)容器补充一个電(diàn)感，以提供阻尼。
概括
電(diàn)源会以電(diàn)压纹波和干扰的形式产生大量噪声。然而，它们也容易受到干扰。在某些设备中，如果管理(lǐ)不当，電(diàn)源产生的噪声会无意中影响電(diàn)源本身。设计人员面临的挑战是确定滤波器要求、选择最佳选项并在電(diàn)路设计中找到最佳位置以结合滤波。他(tā)们必须做到这一点，同时平衡组件占用(yòng)空间限制、成本和交货时间等约束条件。