|
在“電源設計小貼士 3”中，我們討論了輸入濾波器的源極阻抗如何變得具有電阻性，以及其如何同開關調節器的負輸入阻抗相互作用。在極端情況下，這些阻抗振幅可以相等，但是其符號相反從而構成了一個振蕩器。業界通用的標準是輸入濾波器的源極阻抗應至少比開關調節器的輸入阻抗低 6dB，作為最小化振蕩概率的安全裕度。 輸入濾波器設計通常以根據紋波電流額定值或保持要求選擇輸入電容（圖 1 所示 CO）開始的。第二步通常包括根據系統的 EMI 要求選擇電感 (LO)。正如我們上個月討論的那樣，在諧振附近，這兩個組件的源極阻抗會非常高，從而導致系統不穩定。圖 1 描述了一種控制這種阻抗的方法，其將串聯電阻 (RD) 和電容 (CD) 與輸入濾波器并聯放置。利用一個跨接 CO 的電阻，可以阻尼濾波器。但是，在大多數情況下，這樣做會導致功率損耗過高。 另一種方法是在濾波器電感的兩端添加一個串聯連接的電感和電阻。 圖 1 CD 和 RD 阻尼輸出濾波器源極阻抗 選擇阻尼電阻 有趣的是，一旦選擇了四個其他電路組件，那么就會有一個阻尼電阻的最佳選擇。圖 2 顯示的是不同阻尼電阻情況下這類濾波器的輸出阻抗。紅色曲線表示過大的阻尼電阻。請思考一下極端的情況，如果阻尼電阻器開啟，那么峰值可能會非常的高，且僅由 CO 和 LO 來設定。藍色曲線表示阻尼電阻過低。如果電阻被短路，則諧振可由兩個電容和電感的并聯組合共同設置。綠色曲線代表最佳阻尼值。利用一些包含閉型解的計算方法（見參考文獻 1）就可以很輕松地得到該值。 圖 2 在給定 CD-CO 比的情況下，有一個最佳阻尼電阻 選擇組件 在選擇阻尼組件時，圖 3 非常有用。該圖是通過使用 RD Middlebrook 建立的閉型解得到的。橫坐標為阻尼濾波器輸出阻抗與未阻尼濾波器典型阻抗 (ZO = (LO/CO)1/2) 的比。縱坐標值有兩個：阻尼電容與濾波器電容 (N) 的比；以及阻尼電阻同該典型阻抗的比。利用該圖，首先根據電路要求來選擇 LO 和 CO，從而得到 ZO。隨后，將最小電源輸入阻抗除以二，得到您的最大輸入濾波器源極阻抗 (6dB)。 最小電源輸入阻抗等于 Vinmin2/Pmax。只需讀取阻尼電容與濾波器電容的比以及阻尼電阻與典型阻抗的比, 您便可以計算得到一個橫坐標值。例如，一個具有 10μH 電感和 10μH 電容的濾波器具有 Zo = (10μH/10 μF)1/2 = 1 Ohm 的典型阻抗。如果它正對一個 12V 最小輸入的 12W 電源進行濾波，那么該電源輸入阻抗將為 Z = V2/P = 122/12 = 12 Ohms。這樣，最大源極阻抗應等于該值的二分之一，也即 6 Ohms。現在，在 6/1 = 6 的 X 軸上輸入該圖，那么，CD/CO = 0.1，即 1 μF，同時 RD/ZO = 3，也即 3 Ohms。 圖 3 選取 LO 和 CO 后，便可從最大允許源極阻抗范圍內選擇 CD 和 RD。 在“電源設計小貼士 5”中，我們將討論降壓—升壓電源中降壓控制器的使用。 |
