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有关DC/DC电源及EMI的探讨

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简介:
本文章围绕DC/DC电源的工作原理、设计技巧及其电磁干扰(EMI)问题进行深入讨论和分析,旨在为工程师提供有效的解决方案。 DC/DC转换器的噪声主要受三个参数影响:占空比(Duty)、开关频率(Fs)以及上升时间(Tr)。其中,开关频率的影响尤为显著,不仅对电磁兼容性有重要影响,在不同应用中也会表现出不同的效果。 1. **DC/DC噪声源特性** - **占空比**:随着占空比的增加,噪声幅度也随之增大。 - **开关频率**:它决定了噪声在频谱上的分布。通常可以将开关频率分为几大类: 20~100kHz:由于电感较大导致的成本和尺寸问题,低频设计逐渐不再成为首选方案。 100~550kHz:这一区间是大多数应用的主要选择范围。 开关频率不仅影响电感的大小,还会影响转换器的整体效率。

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客服
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  • DC/DCEMI
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    本文章围绕DC/DC电源的工作原理、设计技巧及其电磁干扰(EMI)问题进行深入讨论和分析,旨在为工程师提供有效的解决方案。 DC/DC转换器的噪声主要受三个参数影响:占空比(Duty)、开关频率(Fs)以及上升时间(Tr)。其中,开关频率的影响尤为显著,不仅对电磁兼容性有重要影响,在不同应用中也会表现出不同的效果。 1. **DC/DC噪声源特性** - **占空比**:随着占空比的增加,噪声幅度也随之增大。 - **开关频率**:它决定了噪声在频谱上的分布。通常可以将开关频率分为几大类: 20~100kHz:由于电感较大导致的成本和尺寸问题,低频设计逐渐不再成为首选方案。 100~550kHz:这一区间是大多数应用的主要选择范围。 开关频率不仅影响电感的大小,还会影响转换器的整体效率。
  • DC-DCEMI分析优化设计
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    本文深入探讨了DC-DC开关电源中的电磁干扰(EMI)问题,并提出了一系列有效的优化设计方案,旨在减少电磁噪声,提高电源系统的稳定性和兼容性。 现代电力电子系统通常在开关模式下运行,会产生较大的电磁干扰(EMI)。这一问题一直是电力工程师们关注的焦点,并且解决它既困难又耗时。本段落将探讨EMI是如何产生的、如何传播以及怎样优化并解决问题。 常见的缩略语包括: - EMC:电磁兼容性 - EMI:电磁干扰 - EMS:电磁抗扰度 - IEC:国际电工委员会
  • 于双桥LCC谐振双向DC-DC变换器
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    本文深入探讨了双有源桥LCC谐振型双向DC-DC变换器的工作原理和性能特点,分析其在高效能量传输中的应用潜力。 本段落提出了一种新型的双有源桥(Dual Active Bridge, DAB)LCC谐振双向DC-DC变换器,并将LCC谐振槽应用于传统的DAB双向DC-DC变换器中。在正向传输功率时,该变换器具备变压器原边开关管零电压开通(ZVS)和副边整流二极管零电流关断(ZCS)的优点;同时,在反向功率传输时,其工作模式为buck模式。仿真与实验结果表明:此变换器能够实现双向功率传输,并且实现了开关器件的ZVS和ZCS特性。
  • 于PWM流模式DC/DC转换器
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    本文章深入探讨了PWM电流模式DC/DC转换器的工作原理、优势以及在电源管理中的应用,旨在为电子工程师提供设计和优化方面的指导。 在当今的电子设备中,电源转换扮演着至关重要的角色。本段落着重探讨了一种利用PWM(脉宽调制)电流型控制器UC3825B研制的100W、1MHz电流型DC-DC变换器的设计与实现,展示了其在高效能电源转换领域的优越性。 首先介绍一下电源转换的基本概念。电源转换的目的在于将原始电源形态转变为特定设备所需的形式。常见的类型包括整流(AC到DC)、逆变(DC到AC)以及直流-直流变换(DC-DC)。其中,DC-DC变换器尤其在高频领域中占据核心地位,并且能够实现最高的转换效率。本研究设计的1MHz DC-DC变换器满足了高频率和高效率的要求,为电源转换技术提供了新的解决方案。 接着介绍UC3825B这款高性能PWM控制器的特点及其应用范围。该控制器适用于电压型与电流型开关电源电路,具备高达1MHz的开关频率、短传输延迟以及双脉冲抑制逻辑等功能,并且具有逐脉冲限流、全周期过流保护和软启动控制等特性。 然后是关于设计并实现的100W、1MHz电流型PWM DC-DC变换器的具体技术参数。该变换器的技术指标包括36V±3V输出电压,5V/20A的额定负载以及86%的工作效率。电路采用了推挽式主回路,并结合了同步整流技术,利用功率MOSFET管实现全波同步整流以提高整体效率。 UC3825B控制器中的限流机制通过变压器初级串联电阻上的电压采样实现了逐周限流功能;而当检测到的采样电压超过设定阈值时,该控制器将调整脉宽来限制电流。此外,RAMP脚接收到输入信号后可以实现电流型或占空比控制模式的选择。 同步整流电路采用功率MOSFET管替代传统的肖特基二极管,在减少导通压降的同时降低了损耗,并提供了更高的阻断电压和较小的反向漏电,从而优化了整个系统的性能表现。 综上所述,基于PWM电流型DC-DC变换器的设计利用先进的UC3825B控制器及同步整流技术实现了高效且高频次电源转换。这一设计对于提升电源系统效率、降低能耗具有重要意义,在高功率和高频率的应用场景中尤其突出。未来的研究将继续探索如何进一步优化此类变换器的性能,以适应更多元化的电源需求。
  • 【解析】隔离型全桥DC-DC设计
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    本文深入探讨了隔离型全桥DC-DC电源的设计原理与实践应用,分析其优势及挑战,并提出优化方案。 导读:全桥结构在电路设计中具有广泛的应用。本段落介绍了一种基于全桥DC-DC的隔离电源设计。
  • DC/DC变换器和DC/AC逆变器连接问题
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    本文深入探讨了DC/DC变换器与DC/AC逆变器在电力电子系统中的连接方式及存在的技术挑战,旨在为相关设计提供理论指导和技术支持。 本段落针对研制的小型太阳能和风能逆变电源,探讨了两级变换器连接中存在的问题,并提出了一种实用的解决方法。
  • DC/DC PWM 开
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  • AC-DC设计
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    本文章深入探讨了交流转直流(AC-DC)电源转换技术的设计理念与实践应用,分析了不同场景下的解决方案和技术挑战。 在AC-DC设计领域,特别是针对电子设计大赛中的高功率因数电源而言,有源功率因数校正(APFC)技术通过BOOST主电路结构来提升输入电流与电压的相位匹配,从而提高能源效率并使功率因数接近于1。UCC28019芯片作为控制器,在优化功率因数的同时保持了良好的电压和负载调节性能,并减少了输入电流波形失真。 在方案设计阶段有两个主要选项:数字控制方案和模拟控制方案。前者依赖MCU或DSP进行实时数据检测与算法处理,输出PWM信号;后者则使用专用的PFC芯片如UCC28019,简化了设计流程且无需软件编程支持。尽管数字控制便于调整但存在编程复杂度高、采样频率受限的问题;而模拟方案虽调试过程可能更繁琐并易受噪声干扰,但由于技术成熟成本效益高因此最终被选为实施方案。 在PFC(功率因数校正)方法中,无源和有源两种类型可供选择。前者通过电感补偿改善功率因数但效果有限;后者如APFC则控制输入电流使其与电压同相且接近于正弦波形以实现高功率因数值。本设计采用了平均电流型的有源PFC策略,该方法可以保持恒定的工作频率、减小开关管电流和EMI滤波器尺寸,并抑制噪声同时减少输入电流波形失真。 电路设计涉及主回路器件的选择与参数计算,其中包括使用Boost转换电路将交流电转变为直流电。例如,在本项目中选择了250W的隔离变压器(输出18V),并采用了金属封装整流桥和不同阻值电阻来进行电压及电流检测工作。通过这些元件合理配置确保系统稳定运行同时实现高功率因数目标。 综上所述,AC-DC设计的核心在于有源PFC技术的应用与UCC28019芯片的控制能力以优化输入电流波形并提升能源效率;在考虑数字和模拟两种方案优劣以及不同类型的PFC方法后选择了性能要求满足且经济可行的技术路径。同时电路设计及参数计算确保了系统的稳定性和准确性。
  • DC-DC转换器EMI解决方案
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    本文章探讨了针对DC-DC转换器的电磁干扰(EMI)问题,提供了有效的解决策略和技术方案,旨在帮助工程师优化电源设计。 在DC-DC转换器中的高频大功率开关可能会产生干扰信号。输入电源线上的传导噪声以差模或共模噪声电流的形式出现。主要的低频差模噪声会在基频开关频率及其谐波频率上出现在输入电感中,而高频分量为主的共模噪声则在变压器输入电感器和地之间测量得到。此外,在开关DC-DC转换器的输出端还存在一些噪音和纹波现象。通过恰当设计并实施EMI(电磁干扰)滤波技术,可以将这些噪声降低到可接受的程度之内。
  • 于数字控制DC/DC变换器轻载效率
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    本文旨在探讨数字控制DC/DC变换器在轻载条件下的效率问题,分析影响其性能的关键因素,并提出改善策略。通过理论与实验相结合的方法,深入研究以期为设计高效率、高性能的DC/DC变换器提供参考。 为解决传统模拟电源在轻载状态下损耗大、效率低的问题,本段落提出了一种基于DSP控制的高效率数字电源设计方案,并采用Burst模式控制策略。该方案可以有效调整轻载条件下的开关频率,使LLC半桥谐振变换器实现软开关并减少开断损耗。实验结果显示,在负载小于额定值5%的情况下,此变换器的效率能达到87%以上;在5%至20%额定负载范围内,则能保持93%以上的高效率水平,从而验证了Burst控制策略能够显著提高轻载条件下的电源转换效率。