什么是熱回路

每當(dāng)涉及開關(guān)穩(wěn)壓器及其電磁兼容性（EMC）時(shí)，術(shù)語熱回路都是相關(guān)的。這個(gè)話題尤其出現(xiàn)在印刷電路板上的走線布線的優(yōu)化中。但是熱回路究竟指的是什么？

電流始終在開關(guān)穩(wěn)壓器中切換。這些電流通常相對較高。每當(dāng)電流流動(dòng)時(shí)，它就會(huì)產(chǎn)生磁場。如果快速切換大電流，則會(huì)產(chǎn)生交變磁場。此外，如果電流通過一定的寄生走線電感進(jìn)行切換，則會(huì)產(chǎn)生電壓失調(diào)。電流可以電容耦合到相鄰電路部件中，并增加電源的噪聲輻射?？傊?，我們可以說開關(guān)模式電源中噪聲的主要原因是開關(guān)電流。圖1所示為簡單的降壓轉(zhuǎn)換器拓?fù)?。所有承載連續(xù)電流的線路均以藍(lán)色顯示。所有快速切換電流的線路都顯示為紅色。

圖1.連續(xù)電流顯示為藍(lán)色，開關(guān)電流顯示為紅色的路徑。

圖 1 中的紅色路徑是關(guān)鍵路徑。它們看起來像一個(gè)電流環(huán)路，因此被稱為環(huán)路。熱回路意味著該環(huán)路特別重要，因?yàn)樗婕翱焖匍_關(guān)電流。如果我們仔細(xì)觀察這個(gè)環(huán)路，我們可以看到圖1中的紅色環(huán)路從來沒有任何實(shí)際電流流動(dòng)，因?yàn)閮蓚€(gè)開關(guān)永遠(yuǎn)不會(huì)同時(shí)導(dǎo)通。它只是電流在特定時(shí)間流過的各個(gè)線路的組合，而在其他時(shí)間沒有電流流動(dòng)。在圖2中，顯示電流方向的箭頭被添加到各個(gè)連接線上。此外，還給出了顯示周期內(nèi)電流流動(dòng)的符號。在其他時(shí)候，沒有電流流過導(dǎo)體。

表1顯示了圖2中每條紅色跡線何時(shí)傳導(dǎo)電流以及何時(shí)不傳導(dǎo)電流。在降壓穩(wěn)壓器占空比的導(dǎo)通時(shí)間內(nèi)，高端開關(guān)導(dǎo)通，低端開關(guān)關(guān)斷，我們看到電流從輸入電容流過高端開關(guān)，但沒有電流流過低邊開關(guān)。在占空比的關(guān)斷時(shí)間內(nèi)，我們看到電流通過低邊開關(guān)（從地到開關(guān)節(jié)點(diǎn)），而其他三條紅色跡線中沒有電流。

降壓穩(wěn)壓器占空比	圖 2 中的符號	高邊開關(guān)	低邊開關(guān)
準(zhǔn)時(shí)		上	關(guān)閉
關(guān)機(jī)時(shí)間		關(guān)閉	上

圖2.熱回路中具有不同電流方向的不同路徑。

從圖2中可以看出，熱回路不是一個(gè)獨(dú)立的電流環(huán)路，而只是一個(gè)由兩個(gè)實(shí)際電流環(huán)路的組件組成的虛擬電流環(huán)路。

圖3顯示了電路所基于的實(shí)際電流環(huán)路。一個(gè)電流環(huán)路顯示為藍(lán)色，另一個(gè)電流環(huán)路顯示為綠色。確實(shí)會(huì)在這些完整的電流環(huán)路之間來回切換;然而，在某些路徑中，電流在兩個(gè)電流環(huán)路中沿同一方向流動(dòng)，因此它們疊加形成連續(xù)電流，因此就EMC而言并不重要。這些跟蹤不稱為熱回路。

圖3.真正的電流回路導(dǎo)致所謂的熱回路。

開關(guān)穩(wěn)壓器中的熱回路因開關(guān)穩(wěn)壓器拓?fù)涠?。它們?yīng)設(shè)計(jì)得盡可能窄和緊湊，以盡量減少產(chǎn)生的噪音及其傳輸。ADI公司的靜音開關(guān)2技術(shù)通過在IC封裝中集成輸入電容，使關(guān)鍵熱回路盡可能小。同樣，通過將熱回路分成兩個(gè)對稱的形狀，會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)極性相反的磁場，并且輻射噪聲在很大程度上抵消了自身。

審核編輯：郭婷