開關(guān)電源設(shè)計(jì)技巧之——阻尼輸入濾波系列(下)

1、.開關(guān)電源設(shè)計(jì)技巧之四阻尼輸入濾波系列（下）控制源極阻抗在 “開關(guān)電源設(shè)計(jì)技巧之三 ”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(guān)調(diào)節(jié)器的負(fù)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(hào)相反從而構(gòu)成了一個(gè)振蕩器。業(yè)界通用的標(biāo)準(zhǔn)是輸入濾波器的源極阻抗應(yīng)至少比開關(guān)調(diào)節(jié)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(shè)計(jì)通常以根據(jù)紋波電流額定值或保持要求選擇輸入電容（圖4.1所示 co）開始的。第二步通常包括根據(jù)系統(tǒng)的 emi 要求選擇電感 (lo) 。正如我們上個(gè)月討論的那樣，在諧振附近，這兩個(gè)組件的源極阻抗會(huì)非常高，從而導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。

2、圖 1 描述了一種控制這種阻抗的方法，其將串聯(lián)電阻 (rd) 和電容 (cd) 與輸入濾波器并聯(lián)放置。利用一個(gè)跨接 co 的電阻，可以阻尼濾波器。但是，在大多數(shù)情況下，這樣做會(huì)導(dǎo)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(gè)串聯(lián)連接的電感和電阻。圖4.1 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(gè)其他電路組件，那么就會(huì)有一個(gè)阻尼電阻的最佳選擇。圖 4.2 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(qǐng)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(huì)非常的高，且僅由co 和 lo 來設(shè)定。藍(lán)色曲線表示阻尼電阻過低。如果電

3、阻被短路，則諧振可由兩個(gè)電容和電感的并聯(lián)組合共同設(shè)置。綠色曲線代表最佳阻尼值。利用一些包含閉型解的計(jì)算方法（見參考文獻(xiàn)1）就可以很輕松地得到該值。;.圖 4.2在給定 cd-co比的情況下，有一個(gè)最佳阻尼電阻選擇組件在選擇阻尼組件時(shí)，圖4.3 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(biāo)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(biāo)值有兩個(gè)：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(jù)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

4、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(jì)算得到一個(gè)橫坐標(biāo)值。例如，一個(gè)具有10 h 電感和 10 h 電容的濾波器具有 zo= (10h/10 f)1/2=1ohm 的典型阻抗。如果它正對(duì)一個(gè) 12v 最小輸入的 12w 電源進(jìn)行濾波，那么該電源輸入阻抗將為z=v2/p=122/12=12ohms 。這樣，最大源極阻抗應(yīng)等于該值的二分之一， 也即 6ohms?，F(xiàn)在，在 6/1=6 的 x 軸上輸入該圖，那么， cd/co=0.1，即 1f，同時(shí) rd/zo=3 ，也即 3ohms。;.圖 4.3 選取 lo 和 co 后，便可從最大允許源極阻抗范圍內(nèi)選擇cd 和 rd參考文獻(xiàn)1 、防 止開 關(guān) 模 式 調(diào) 節(jié)器 中輸 入濾 波器 發(fā)生 振 蕩 的設(shè) 計(jì)技 巧，作 者 ：r.d.middlebrook ， proceedings