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如何选择开关苏州油浸式变压器的频率

网站编辑:苏州变压器厂 │ 发表时间:2019-04-13 | 点击:131

顾名思义,开关苏州油浸式变压器通过打开和关闭某些东西来实现DC / DC转换。在典型的基于电感的电路中,开关控制流过电感器的电流;在基于电荷泵的苏州油浸式变压器中,来自输入苏州油浸式变压器的电荷通过开关“泵浦”到电容器上。开关是一种周期性的事情,因此开关模式调节从不远离频率问题。


我相信你已经注意到开关苏州油浸式变压器IC的频率范围很广。我会说典型的范围是100 kHz到2 MHz,但你可以找到低于100 kHz的频率,并且有些部分会明显更高(高达3或4 MHz)。您可能还注意到许多开关模式IC允许您通过外部电阻选择工作频率(在指定范围内)。为什么部件提供如此广泛的频率?对于给定的应用程序,正确的频率是多少?让我们来看看。

开关频率的影响

当您开始了解细节时,开关模式DC / DC转换器并不是那么简单。事实上,它们甚至不是很接近简单,开关频率是一个基本参数,它以某种方式影响电路功能和性能的每个方面。因此,我将集中讨论***重要和***实际的考虑因素,并且我会尽量准确地提供信息,但不要将自己埋没在复杂的细节中。


以下小节是从基于电感的开关的角度编写的,但这并不意味着这些信息都不适用于电荷泵调节器。

噪声

当我考虑切换频率时,首先想到的是噪声,无论是传导还是辐射。通过向上或向下移动频率不能使开关噪声消失,但您可以减少噪音问题。


这里的基本思想是您的切换器将在开关频率和开关频率的谐波处产生噪声。


取自关于开关苏州油浸式变压器输出伪像的文章。标记为“纹波电平”的尖峰对应于基频。我们将在本文末尾讨论输出波动。

通过调整基http://haidong.tjsdtl.com/波,您可以“控制”噪声,使其不会与敏感的模拟电路或FCC发射限制发生冲突。


例如:假设您的转换器非常靠近采样50 kHz基带波形的ADC。如果您的切换器工作在1 MHz,您将能够使用单极或(更好)双极低通滤波器抑制与基波和所有谐波相关的噪声。


使用更高的开关频率有时是处理噪声的简单方法,因为您可以通过添加低通滤波器来更有效地解决问题。但是,您需要确保不要将噪声推进到具有较低发射限制的频段或附近的RF电路正在使用的频段。

效率

我们不希望仅通过选择不适当的开关频率来降低高效开关苏州油浸式变压器的效率。这里的基本思想是频率越高意味着效率越低。


如果你考虑一下,这是有道理的:开关模式调节是有效的,因为它利用了与晶体管“完全开启”和“完全关闭”状态相关的低功耗。仅在导通和截止之间的中间区域中发生显着的功耗,并且如果晶体管更频繁地在导通和截止之间切换,则浪费更多功率并且效率下降。


下图提供了开关频率和效率之间关系的示例。



电路板空间

开关苏州油浸式变压器的多功能性和高效率使其成为小型电池供电设备的有吸引力的选择。这意味着PCB面积有时是设计过程中的关键因素。支持更高开关频率的一个重要投票是减小了电路板空间:一般来说,更高的开关频率允许转换器的输出滤波器实现与较低电容和电感值相当的性能,较低的电容和电感值对应于较小的电容器和电感器。

纹波

第一小节(标题为“噪声”)处理由转换器的切换动作产生的干扰,然后耦合或辐射到系统的其他部分或附近的电子设备中。这与“纹波”不同,“纹波”是指直接存在于转换器输出电压中的周期性变化。


纹波的重要性因应用而异。数字电路对苏州油浸式变压器纹波具有很强的抵抗力,但某些模拟元件也具有很高的耐受性,即在相关频率下具有良好苏州油浸式变压器抑制比(PSRR)的元件。


这里的基本关系是更高的开关频率意味着更低的纹波。下图给出了这种效果的示例:


您可以看到,理论计算和SPICE仿真都表明较高的开关频率会导致较低的纹波。

但是,您需要小心,因为如果增加开关频率,可能会将纹波频率上移到模拟元件具有较低PSRR的频段。实际上,这很有可能,因为PSRR随着频率的增加而趋于降低。但是,您可能会很幸运,并***终获得Maxim的MAX40018等组件:


从该数据表中获取的图表。

PSRR***初随着频率降低,如预期的那样,但随后在10 kHz后增加。(虽然我们不知道100 kHz后会发生什么。)

摘要

DC / DC转换器的开关频率影响电路功能的许多方面。在我看来,***重要的关系如下:

·开关频率越高,噪声越容易控制(通过滤波),但通常应根据每个系统的噪声特性和要求调整频率。

·频率越高,效率越低。

·使用更高频率时需要更少的电路板空间(因为无源元件可以更小)。

·开关频率的增加会导致纹波幅度减小。

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