以浪涌抗扰度的视角谈前级 EMC 的设计
时间:2019-05-05 09:57来源:ZLG致远电子
摘要:动态响应是电源测试中的一个重要指标,要设计满足要求的电源动态响应,必然及到环路问题。说起环路设计,会让很多工程师眉头紧皱、无从下手的困境,现本文从以下几个方面来谈一谈动态响应设计思路,解决设计遇到的刺手问题。
动态响应是电源测试中的一个重要指标,要设计满足要求的电源动态响应,必然及到环路问题。说起环路设计,会让很多工程师眉头紧皱、无从下手的困境,现本文从以下几个方面来谈一谈动态响应设计思路,解决设计遇到的刺手问题。
一、开关电源为什么需要动态响应测试?
开关电源作为整个系统的供电“心脏”,当它的输出负载电流发生跳变时,对输出电压的波动有严格的设计要求:必须限制在一定的容差范围内,确保系统电路的稳定工作。但随着电子技术的发展,低压大电流的各种电子设备成为主流的设计思路,电流需求量不断提高,要确保电源输出波动在一个范围内,成为业内一个比较刺手的问题,一直困扰的工程师。
二、电源动态响应的测试方法和要求
输入:规格中定义的最小、标称及最大输入直流电压;输出:规格中定义的动态负载电流条件及规格所允许的最小电容负载。比如E2405UHBD-20W ,输入电压范围:9-36VDC,则选择固定的输入电压9VDC、24VDC、36VDC,标称输出电压5V,负载电流在额定值的25%-50%-25%和50%-75%-50%变化下测试,如图一所示。
按照图一、图二搭接好测试电路图和调整好测试参数后,输出负载在额定值的25%-50%-25%和50%-75%-50%变化(电流跳变的斜率为0.08~0.1A/uS,周期大于该动态完全稳定所需),用示波器抓取产品输出纹波噪声波形,并调节波形至动态波形显示,记录此时的过欠冲幅度和恢复时间;调节供电电压和负载跳变方式分别记录不同组合下的过欠冲幅度和恢复时间。
判定条件
a 各输出测量值符合规格要求;
b 不能有震铃(反馈回路欠阻尼)现象;
c 待测电源不可以损坏;
d 待测电源不可以工作不稳定,甚至关机(Shut down);
e 响应时间符合要求。
四、动态响应与什么有关?该如何整改?
电源的负载动态特性与环路的响应特性有关,是好是坏在动态负载时特别明显。总之整改策略指导思路:“反馈环路的带宽越宽,动态响应速度越快;阻尼系数越小,过冲越大”。
a 在器件高频特性、EMC、效率允许的条件下,通过提高开关频率来提升动态响应速度,或者让占空在动态情形下逐步增大,以避免如电流突变引起的问题;
b 利用电容、电感,电容容量越大,动态响应越小;电感感量越小,动态响应越快;
c 反馈环路的带宽越宽,动态响应速度越快,那就是在高增益下,系统的动态响应速度快。零点会改善动态响应速度,极点会减慢动态响应速度,那就是超前补偿使系统响应速度更快,滞后补偿使系统响应速度更慢。
d 相位阈度越小,动态响应越快,但是太小,会出现系统震荡。
e 使用高可靠性的电源模块,致远电子自主研发、生产的隔离电源模块已有近20年的行业积累,目前产品具有宽输入电压范围,隔离1000VDC、1500VDC、3000VDC及6000VDC等多个系列,封装形式多样,兼容国际标准的SIP、DIP等封装。同时致远电子为保证电源产品性能建设了行业内一流的测试实验室,配备最先进、齐全的测试设备,全系列隔离DC-DC电源通过完整的EMC测试,静电抗扰度高达4KV、浪涌抗扰度高达2KV,可应用于绝大部分复杂恶劣的工业现场,为用户提供稳定、可靠的电源隔离解决方案。
一、开关电源为什么需要动态响应测试?
开关电源作为整个系统的供电“心脏”,当它的输出负载电流发生跳变时,对输出电压的波动有严格的设计要求:必须限制在一定的容差范围内,确保系统电路的稳定工作。但随着电子技术的发展,低压大电流的各种电子设备成为主流的设计思路,电流需求量不断提高,要确保电源输出波动在一个范围内,成为业内一个比较刺手的问题,一直困扰的工程师。
二、电源动态响应的测试方法和要求
输入:规格中定义的最小、标称及最大输入直流电压;输出:规格中定义的动态负载电流条件及规格所允许的最小电容负载。比如E2405UHBD-20W ,输入电压范围:9-36VDC,则选择固定的输入电压9VDC、24VDC、36VDC,标称输出电压5V,负载电流在额定值的25%-50%-25%和50%-75%-50%变化下测试,如图一所示。
图一 测试示意图
负载的动态变化是有严格要求的,依规格要求设定负载电流的起始点、终点,负载电流的上升、下降速率及负载电流的变化周期,如图二所示。给产品上电后按规格要求,调整负载电流的变化周期t12、t23、tr、tf。图二 动态负载电流设置示意图
三、动态响应的测试判定准则按照图一、图二搭接好测试电路图和调整好测试参数后,输出负载在额定值的25%-50%-25%和50%-75%-50%变化(电流跳变的斜率为0.08~0.1A/uS,周期大于该动态完全稳定所需),用示波器抓取产品输出纹波噪声波形,并调节波形至动态波形显示,记录此时的过欠冲幅度和恢复时间;调节供电电压和负载跳变方式分别记录不同组合下的过欠冲幅度和恢复时间。
判定条件
a 各输出测量值符合规格要求;
b 不能有震铃(反馈回路欠阻尼)现象;
c 待测电源不可以损坏;
d 待测电源不可以工作不稳定,甚至关机(Shut down);
e 响应时间符合要求。
四、动态响应与什么有关?该如何整改?
电源的负载动态特性与环路的响应特性有关,是好是坏在动态负载时特别明显。总之整改策略指导思路:“反馈环路的带宽越宽,动态响应速度越快;阻尼系数越小,过冲越大”。
a 在器件高频特性、EMC、效率允许的条件下,通过提高开关频率来提升动态响应速度,或者让占空在动态情形下逐步增大,以避免如电流突变引起的问题;
b 利用电容、电感,电容容量越大,动态响应越小;电感感量越小,动态响应越快;
c 反馈环路的带宽越宽,动态响应速度越快,那就是在高增益下,系统的动态响应速度快。零点会改善动态响应速度,极点会减慢动态响应速度,那就是超前补偿使系统响应速度更快,滞后补偿使系统响应速度更慢。
d 相位阈度越小,动态响应越快,但是太小,会出现系统震荡。
e 使用高可靠性的电源模块,致远电子自主研发、生产的隔离电源模块已有近20年的行业积累,目前产品具有宽输入电压范围,隔离1000VDC、1500VDC、3000VDC及6000VDC等多个系列,封装形式多样,兼容国际标准的SIP、DIP等封装。同时致远电子为保证电源产品性能建设了行业内一流的测试实验室,配备最先进、齐全的测试设备,全系列隔离DC-DC电源通过完整的EMC测试,静电抗扰度高达4KV、浪涌抗扰度高达2KV,可应用于绝大部分复杂恶劣的工业现场,为用户提供稳定、可靠的电源隔离解决方案。
免责声明:本文若是转载新闻稿,转载此文目的是在于传递更多的信息,版权归原作者所有。文章所用文字、图片、视频等素材如涉及作品版权问题,请联系本网编辑予以删除。
我要投稿
近期活动
- 安森美汽车&能源基础设施白皮书下载活动时间:2024年04月01日 - 2024年10月31日[立即参与]
- 2023年安森美(onsemi)在线答题活动时间:2023年09月01日 - 2023年09月30日[查看回顾]
- 2023年安森美(onsemi)在线答题活动时间:2023年08月01日 - 2023年08月31日[查看回顾]
- 【在线答题活动】PI 智能家居热门产品,带您领略科技智慧家庭时间:2023年06月15日 - 2023年07月15日[查看回顾]
- 2023年安森美(onsemi)在线答题活动时间:2023年06月01日 - 2023年06月30日[查看回顾]
分类排行榜
- 汽车电子电源行业可靠性要求,你了解多少?
- 内置可编程模拟功能的新型 Renesas Synergy™ 低功耗 S1JA 微控制器
- Vishay 推出高集成度且符合 IrDA® 标准的红外收发器模块
- ROHM 发布全新车载升降压电源芯片组
- 艾迈斯半导体推出行业超薄的接近/颜色传感器模块,助力实现无边框智能手机设计
- 艾迈斯半导体与 Qualcomm Technologies 集中工程优势开发适用于手机 3D 应用的主动式立体视觉解决方案
- 维谛技术(Vertiv)同时亮相南北两大高端峰会,精彩亮点不容错过
- 缤特力推出全新商务系列耳机 助力解决开放式办公的噪音难题
- CISSOID 和泰科天润(GPT)达成战略合作协议,携手推动碳化硅功率器件的广泛应用
- 瑞萨电子推出 R-Car E3 SoC,为汽车大显示屏仪表盘带来高端3D 图形处理性能
编辑推荐
小型化和稳定性如何兼得?ROHM 推出超小型高输出线性 LED 驱动器 IC,为插座型 LED 驱动 IC 装上一颗强有力的 “心脏”
众所周知,LED的驱动IC担负着在输入电压不稳定的情况下,为LED提供恒定的电流,并控制恒定(可调)亮度的作用。无论是室内照明,还是车载应用,都肩负着极为重要的使命。
- 关于反激电源效率的一个疑问
时间:2022-07-12 浏览量:10166
- 面对热拔插阐述的瞬间大电流怎么解决
时间:2022-07-11 浏览量:8924
- PFC电路对N线进行电压采样的目的是什么
时间:2022-07-08 浏览量:9565
- RCD中的C对反激稳定性有何影响
时间:2022-07-07 浏览量:7184
- 36W单反激 传导7~10M 热机5分钟后超标 不知道哪里出了问题
时间:2022-07-07 浏览量:5959
- PFC电感计算
时间:2022-07-06 浏览量:4172
- 多相同步BUCK
时间:2010-10-03 浏览量:37862
- 大家来讨论 系列之二:开机浪涌电流究竟多大?
时间:2016-01-12 浏览量:43157
- 目前世界超NB的65W适配器
时间:2016-09-28 浏览量:60020
- 精讲双管正激电源
时间:2016-11-25 浏览量:128094
- 利用ANSYS Maxwell深入探究软磁体之----电感变压器
时间:2016-09-20 浏览量:107552
- 【文原创】认真的写了一篇基于SG3525的推挽,附有详细..
时间:2015-08-27 浏览量:100281