6 輸出電容器對尖峰幹擾的影響
開關(guan) 穩壓電源的輸出電容量大,需用電解電容器。普通電解電容的高頻特性不好,存在著較大的等效電感和電阻,故阻抗大,尖峰噪音也大。高頻電解電容器是具有優(you) 良高頻特性的低電感器件,它對脈衝(chong) 源及輸出電壓提供了很好的與(yu) 接地回路的隔離,並提供良好的噪聲濾波。
目前有三種高頻電解電容器,一種是四端電容器,它的高頻特性良好,但是負載電流流過電容器內(nei) 部使之發熱,故電流要限製在10A以下;二是大型高頻濾波電解電容器,它有承受大電流的能力但高頻特性不及前者好;第三種是高頻濾波電解電容器,優(you) 點是體(ti) 積小。不改變電路的其它參數,假若用普通電解電容器時尖峰幹擾為(wei) 150mVp-p,而用四端電容則為(wei) 50mVp-p。用一定容量的聚碳酸脂電容或高頻陶瓷電容跟輸出電解電容並聯,可以進一步降低尖峰幹擾。
7 開關(guan) 穩壓電源布線對尖峰幹擾的抑製
開關(guan) 穩壓電源工作時向空間輻射幹擾。輻射噪音電平與(yu) 輻射源的距離成反比。一般離5cm以外布線即可。若結構上不允許則應加屏蔽。電源輸入線周圍產(chan) 生很強的電磁場,為(wei) 減小輸入線和輸出線之間的電磁耦合,兩(liang) 者必須遠離。
流過開關(guan) 大電流的導線應盡量短,並且不跟其它線交連。降壓型開關(guan) 穩壓電源的續流二極管或者升壓型的開關(guan) 三極管的接地端應以最短的引線直接與(yu) 輸出電容的地端相連。圖5表示了布線的影響,尖峰幹擾通過環路I輻射,故構成這一環路的各段連線的感性耦合必須最小,電容器的引線要短,以減小引線電感。
為(wei) 減小輸出線上的損耗和尖峰幹擾,輸出到負載的連線應短。圖6畫出了對三種不同長度的輸出線,當負載電流為(wei) 8A時,在負載端所測得的幹擾波形。輸出線長,尖峰幹擾的幅度大、寬度也寬。相同長度的輸出線,線徑粗則尖峰幹擾幅度大、寬度寬。用雙絞線能有效地衰減電磁感應電勢,表1說明對感應電勢衰減的數值隨扭距變短而增大。
輸出線的接法對尖峰幹擾有很大的影響。用雙絞線直接從(cong) 輸出電容器的高端和低端輸出,可使正、反向的幹擾電流抵消。否則幹擾電流流經輸出線,會(hui) 在線上產(chan) 生一個(ge) 很大的尖峰幹擾電壓。當開關(guan) 穩壓電源供幾個(ge) 負載使用時,從(cong) 輸出電容分別用雙絞線饋送到各負載為(wei) 好。實際應用中饋線很長,帶有長輸出線的開關(guan) 穩壓電源,它的尖峰幹擾較大。為(wei) 此,可在輸出端或在負載的輸入端加設LC低通平衡濾波器。例如某開關(guan) 穩壓電源輸出2m長的饋線到負載,在負載端的尖峰幹擾為(wei) 3Vp-p,若在負載側(ce) 加LC濾波器,則下降為(wei) 100mVp-p。不接電感L,隻加電容則尖峰幹擾為(wei) 1Vp-p,可見小電感L是必須的。
8 結語
綜上所述,脈衝(chong) 寬度調製開關(guan) 穩壓電源所產(chan) 生的噪音的頻譜很寬,從(cong) 幾赫茲(zi) 到幾十兆赫茲(zi) ,根據本文所分析的因素,按照以上所討論的方法,可以有效地抑製這些噪聲中的尖峰幹擾。
對於(yu) 個(ge) 別電路,則采用其中的若幹種進行組合,往往就可奏效。目前,要使開關(guan) 穩壓電源的噪音達到毫伏峰-峰數量級,尚有許多難處。但是,隨著元件的進展、工藝水平的提高以及對噪音問題的認識深化,開關(guan) 穩壓電源的輸出噪音是可能達到新水平的。
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