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关于开关电源中频率抖动的浅析(在电源技术背景下)

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简介:
本文在电源技术背景下探讨了开关电源中的频率抖动现象,分析其产生的原因及其对系统性能的影响,并提出相应的改善措施。 在展会上,一位工程师介绍了一款芯片中的功能,并提到了一种技术的应用。起初我对这项技术的意义不太理解,后来查阅了一些资料后发现,在固定频率的PWM控制器中,窄带发射通常发生在开关频率处,其连续谐波的能量会逐渐降低。 采用频率抖动(Frequency Jitter)技术的目的在于分散这些谐波干扰能量。通过这种方式,使开关电源的工作频率不再是固定的数值,而是周期性地变化。由于电磁干扰(EMI)的频谱因此被扩展到更宽广的范围而非集中在狭窄的频段内,这有助于降低EMI发射峰值。 此外,抖动振荡器还能减少谐波频率处的能量峰值(即开关频率倍数对应的那些频率)。具体来说,这种技术能够减少电磁干扰的程度取决于调制频率的选择、抖动带宽以及接收设备对信号分辨率的要求。

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    本文在电源技术背景下探讨了开关电源中的频率抖动现象,分析其产生的原因及其对系统性能的影响,并提出相应的改善措施。 在展会上,一位工程师介绍了一款芯片中的功能,并提到了一种技术的应用。起初我对这项技术的意义不太理解,后来查阅了一些资料后发现,在固定频率的PWM控制器中,窄带发射通常发生在开关频率处,其连续谐波的能量会逐渐降低。 采用频率抖动(Frequency Jitter)技术的目的在于分散这些谐波干扰能量。通过这种方式,使开关电源的工作频率不再是固定的数值,而是周期性地变化。由于电磁干扰(EMI)的频谱因此被扩展到更宽广的范围而非集中在狭窄的频段内,这有助于降低EMI发射峰值。 此外,抖动振荡器还能减少谐波频率处的能量峰值(即开关频率倍数对应的那些频率)。具体来说,这种技术能够减少电磁干扰的程度取决于调制频率的选择、抖动带宽以及接收设备对信号分辨率的要求。
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    本文对开关电源中的频率抖动现象进行了探讨和分析,解释了其产生的原因及其在实际应用中的影响,并提出了一些可能的解决方案。 在展会上,一位工程师介绍了一款芯片中的功能,并解释了频率抖动技术(Frequency Jitter)的应用。这项技术主要用于固定频率PWM控制器,在这种情况下,窄带发射通常发生在开关频率处,其连续谐波的能量会逐渐减弱。 采用频率抖动技术的目的是分散干扰能量。具体来说,通过使开关电源的工作频率周期性地变化而不是保持恒定,可以将EMI(电磁干扰)分布在更广泛的频谱范围内而非集中在狭窄的频率段上,从而降低峰值发射强度。此外,这种调制方法还能减少谐波频率(即为开关频率倍数的那些频率)的能量峰值。 EMI发射量的具体减小程度取决于抖动率的选择、抖动带宽以及接收器的分辨率等因素的影响。
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    本文探讨了在开关电源芯片中采用频率抖动技术的应用与优势,详细分析了该技术如何有效降低电磁干扰和提高系统稳定性。 《应用于开关电源芯片的频率抖动技术》这篇文档探讨了在开关电源芯片设计中采用频率抖动技术的相关内容和技术细节。该技术旨在通过改变工作频率来降低电磁干扰,提高系统的稳定性和效率,并且详细介绍了如何将这一方法应用到实际的产品开发当中去。
  • 力锂离子需求
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    本文旨在探讨和分析动力锂离子电池技术在现代电源技术应用中所面临的需求与挑战,以期为相关领域的研究与发展提供参考。 对于电动汽车和混合动力车而言,其核心技术在于电池技术,尤其是锂离子电池。尽管这种电池价格较高且安全性能相对较差,但它们具有比能量大、循环寿命长等显著优点。 锂离子动力电池是20世纪开发的一种新型高能电池。这类电池的负极采用金属锂,正极材料包括MnO2、SOCL2和(CFx)n等多种化合物。自70年代以来,这种电池已进入实际应用阶段,并因其能量密度高、电压稳定、工作温度范围宽以及储存寿命长等优点,在军事领域及民用小型电器中得到了广泛应用。 锂离子动力电池现已广泛应用于移动电话、便携式计算机、摄像机和照相机等领域,逐渐替代了传统类型的电池。大容量的锂离子电池在电动汽车中的应用也已取得进展,并有望成为21世纪电动车的主要动力来源之一。此外,在人造卫星、航空航天及储能技术领域中,锂离子动力电池同样发挥了重要作用。
  • 调节器(Buck)理想探讨
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    本文深入探讨了开关调节器(Buck型)的理想工作频率问题,分析其对效率、稳定性及电磁兼容性的影响,并提出优化设计建议。 在任何周期Ts下,开关调节器(Buck)的输出电压由公式Uo=Udc Ton/Ts计算得出。这引发了关于是否存在最佳工作频率以及如何选择合适频率的问题。一些人认为提高开关频率可以减小滤波器中电感和电容的体积与重量。 然而,从全局考虑,并非越高频就一定能够减少整个电路的尺寸。高开关频率会增加交叠损耗(即在切换期间同时存在的传导损耗和开关损耗),因为这种损耗与周期Ts成反比关系:缩短周期会导致更多的交叠时间,进而需要更大的散热器以控制温度上升。 此外,在讨论开关管损失时,我们往往忽略了续流二极管D的贡献。虽然其恢复时间较短(通常在35~50ns之间),但仍然会产生损耗,并且这种损耗与开关频率成反比关系。 因此,选择合适的开关频率需要权衡各种因素:提高频率能够减小滤波器元件尺寸,在25到50kHz范围内尤其明显。然而一旦超过这个范围继续提升,则可能导致总功耗增加和散热需求上升,反而使整体设备体积增大。 确定Buck转换器的理想工作频率是一个复杂的过程,需综合考虑效率、热管理、元器件大小及成本等因素。设计人员必须在减小滤波元件尺寸与控制损耗和散热装置之间找到平衡点。实践中,工程师通常会通过实验或仿真来优化特定系统的工作条件。
  • 模块发展设计要点
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    本文探讨了电源技术领域内电源模块的发展趋势和关键设计要素,旨在为相关领域的工程师和技术人员提供有价值的参考与指导。 模块电源的薄型化、模块化及标准化设计因其易于组合的特点而越来越受到欢迎。为了提高产品的市场竞争力,研发者需要在电路设计、物料选择以及生产工艺等多个方面进行改进。 国内大约有上百家企业从事模块电源的研发与生产活动,其中以小型企业和私营企业为主。整体来看,这些企业的竞争力较弱且行业集中度较低,在开关电源市场上排名前十的企业占有率不到60%,并且多数是国际品牌占据主导地位,而本土品牌的影响力较小。特别是在中低端市场领域内,竞争环境十分激烈;而在高端的电源市场,则受制于技术及工艺等因素。 在电路设计方面,创新被视为推动模块电源进步的关键因素之一。随着传统方案逐渐成熟,研发新的拓扑结构成为提高性能和降低成本的有效途径,例如无损电路、软开关技术和新型变换器等。这些新技术的应用能够显著提升产品的功率密度并减少体积大小。 物料的选择同样重要,在追求更低的成本与更高的效率时扮演着关键角色。科技的进步催生了更多小型化且低能耗的电子元件问世,如片式阻容件及碳化硅二极管(SiC)等材料可大幅提升电源模块的工作效能和功率密度;同时采用更先进的PWM控制芯片集成技术亦有助于减少外围器件数量,并增强电磁兼容性和整体性能。 面对激烈的市场竞争环境,国内企业需在产品设计理念、电路设计以及物料选择等方面寻求突破。此外,提升生产工艺的自动化水平也是降低生产成本与提高产品质量的有效手段之一。 为了在国内市场保持竞争力或进入高端领域,本土制造商必须注重快速响应市场需求并抓住机遇;通过专利保护创新成果以避免被竞争对手迅速模仿。同时,在产品设计阶段应充分考虑其可制造性,确保能够适应自动化的生产工艺流程,并减少人为因素对质量和成本的影响。 电源模块的发展趋势在于追求更高的功率密度、性能水平和可靠性的同时还要进一步降低成本。这需要企业在技术研发、物料选择以及生产过程优化等方面进行深入探索与创新,以满足日益变化的市场需求和技术挑战。此外,国内企业还需增强自主创新能力并提升品牌影响力,在全球竞争中占据有利位置。
  • SG3525大功研究与
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    本项目聚焦于利用SG3525芯片设计大功率开关电源,深入探讨其在高效能、高稳定性电源技术领域的应用及优化,推动技术创新和实践。 摘要:SG3525是一种广泛应用的PWM集成控制芯片,在介绍其功能特点以及IGBT驱动模块的基础上,详细阐述了基于SG3525为控制核心的大功率开关电源的设计。该电源主电路采用半桥式逆变电路,并通过反馈手段和脉冲调制技术实现电压稳定输出。最后,提供了试验结果证明该电源具有良好的性能。 1 引言 随着电子技术的迅速发展,各种类型的电子设备不断涌现。任何一种电子装置都需要一个可靠的供电系统,而且对电力供应的质量要求越来越高。相比之下,开关电源在效率、重量和体积方面相对于传统的线性晶体管电源有显著的优势。正因为这些特点,开关电源被广泛应用于新型的电子产品中。
  • UC3842保护障碍分
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    本文深入探讨了基于UC3842芯片设计的开关电源电路中常见的保护机制及其面临的挑战,旨在为提高电源系统的稳定性和可靠性提供理论依据和技术指导。 使用UC3842构建的开关电源通常包含过载与短路保护机制,该机制通过在开关管源极串联一个电阻(R4),并将电流信号传递至3842芯片的第3脚来实现。当发生过载情况时,3842会启动保护功能,减小占空比并降低输出电压。这会导致辅助供电电压Vaux下降到不足以维持电路工作的水平,从而关闭整个电源系统,并通过R1和R2重新开始下一次启动过程。这种模式被称为“打嗝”式(hiccup)保护。 在此状态下,电源仅在每个开关周期短暂工作几秒后进入长时间的重启准备阶段(几百毫秒至数秒),平均功率消耗非常低。因此,在持续短路的情况下,该设计能够避免电源损坏的风险。需要注意的是,由于漏感等因素的影响,某些开关电源可能在每一个开关周期内产生显著的尖峰电压现象;即使占空比已经降低到很低水平时,辅助供电电压Vaux仍然可能会受到影响。
  • 明伟12V原理分
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    本文将深入探讨明伟公司生产的12V开关电源电路的工作原理及其在现代电源技术领域的应用价值,旨在为相关技术人员提供理论参考与实践指导。 该开关电源是一款小功率设备,输入电压为220V交流电,输出12V直流电,并且最大输出电流可达1.3A。它主要用于小型设备的供电,例如楼宇监控系统等。 其核心控制器件是脉宽调制集成电路TL3843P(内含振荡器、脉宽调制比较器和逻辑控制器),具备过流保护及欠压保护功能,并且最高工作频率可达500MHz。启动电流仅为1mA,具体引脚功能如下: - 第一脚为内部误差放大器的输出端,通常与第二脚之间连接反馈网络以确定误差放大器增益。 - 第二脚是反馈电压输入端,作为内部误差放大器反相输入端,通过比较同相输入端基准电压(+2.5V)来产生控制脉冲宽度的误差控制电压。
  • 流峰值控制
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    本论文探讨了高频开关电源在现代电力系统中的应用,并深入分析了其中的电流峰值控制技术,旨在提升系统的效率和稳定性。 假设Buck PWM转换器工作在电流连续模式下,则图1(b)展示了峰值电流型PWM控制系统的工作波形。开关电流iv的峰值与电感电流iL的峰值一致。在一个开关周期开始时,由时钟脉冲信号CLK通过触发器驱动开关管V导通;当检测到的电流iv达到设定值Ue(即外环电压调节器输出)时,触发器翻转,使得开关管V关断。因此,在系统中只要电流稍有变化,占空比Du就能迅速调整以使输出电压U接近给定值Ur。 图1展示了Buck PWM转换器峰值电流型控制系统的原理。 峰值电流型PWM控制的一个显著优点是消除了由输出滤波电感在系统传递函数中的极点,从而使该传递函数从二阶变为一阶。