離線低噪聲電源無(wú)需濾波即可滿足FCC輻射要求

Jim Williams

離線電源需要輸入濾波組件來(lái)滿足 FCC 輻射要求。此外，電路板布局通常非常關(guān)鍵，即使對(duì)于經(jīng)驗(yàn)豐富的離線電源設(shè)計(jì)人員也需要進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)。這些考慮源于傳統(tǒng)離線電源快速切換產(chǎn)生的寬帶諧波能量。一款新型器件 LT1533 低噪聲開關(guān)穩(wěn)壓器通過(guò)對(duì)電壓和電流開關(guān)時(shí)間的連續(xù)閉環(huán)控制消除了這些問(wèn)題。1此外，該器件的推挽輸出驅(qū)動(dòng)消除了傳統(tǒng)方法的反激間隔。這進(jìn)一步降低了諧波，并平滑了輸入電流漏極特性。盡管 LT1533 專為 DC/DC 轉(zhuǎn)換而設(shè)計(jì)，但它能夠很好地適應(yīng)離線服務(wù)，同時(shí)消除了輻射、濾波、布局和噪聲問(wèn)題。

電路詳細(xì)信息

圖1顯示了電源。Q5 和 Q6 利用一個(gè)整流器濾波器驅(qū)動(dòng) T1、LT1431 和光耦合器閉合一個(gè)回 LT1533 的隔離環(huán)路。LT1533 以級(jí)聯(lián)方式驅(qū)動(dòng) Q5 和 Q6，以實(shí)現(xiàn)高電壓開關(guān)能力。它還連續(xù)控制其電流和電壓切換時(shí)間，使用I處的電阻器擺和 V擺用于設(shè)置轉(zhuǎn)換速率的引腳。FET 電流信息可直接獲得，但 FET 電壓狀態(tài)通過(guò) 360k–10k 分壓器獲得，并通過(guò) NPN-PNP 跟隨器路由到柵極。源波形的形狀，以及 LT1533 集電極端子上的電壓轉(zhuǎn)換信息，在形狀上與漏極波形幾乎相同。

圖1.10W 離線電源符合 FCC 輻射要求，無(wú)需濾波器組件。

Q1、Q2和相關(guān)元件提供自舉偏置電源，一旦T1開始向Q1供電，啟動(dòng)晶體管Q2就會(huì)關(guān)斷。Q2發(fā)射極處的電阻串提供各種“內(nèi)務(wù)管理”偏置電位。LT1533 的內(nèi)部 1A 電流限值太高，無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效的過(guò)流保護(hù)。相反，電流通過(guò) LT0 發(fā)射極引腳 （E） 上的 8.1533Ω 分流器進(jìn)行檢測(cè)。C1監(jiān)控該點(diǎn)，當(dāng)超過(guò)電流限值時(shí)變?yōu)榈碗娖?。這拉動(dòng)了 VC引腳低，并加速電壓轉(zhuǎn)換速率，從而實(shí)現(xiàn)快速限制，同時(shí)最大限度地減少瞬時(shí)FET應(yīng)力。長(zhǎng)時(shí)間的短路條件會(huì)導(dǎo)致C2變低，使電路進(jìn)入關(guān)斷狀態(tài)。一旦發(fā)生這種情況，C1–C2環(huán)路就會(huì)以受控方式振蕩，每秒左右采樣電流約一毫秒。此操作形成功率限制，防止FET發(fā)熱并消除散熱器要求。

性能特點(diǎn)

圖2顯示了電源的波形。走線 A 是一個(gè) FET 源;跡線B和C分別是其柵極和漏極波形。場(chǎng)效應(yīng)管電流為跡線D。級(jí)聯(lián)驅(qū)動(dòng)保持波形保真度，即使 LT1533 嚴(yán)格調(diào)節(jié)電壓和電流轉(zhuǎn)換速率也是如此。離線電源波形的典型寬帶諧波活動(dòng)完全不存在。T1（中央屏幕，跡線C）的電力輸送尤其值得注意。波形控制平穩(wěn)，無(wú)高頻成分。

圖2.其中一個(gè)電源FET的波形顯示沒有寬帶諧波活動(dòng)。LT1533 提供了對(duì)電壓和電流轉(zhuǎn)換的連續(xù)控制。結(jié)果是 FET 源 （A）、柵極 （B） 和漏極 （C） 的波形得到平滑控制。場(chǎng)效應(yīng)管電流為跡線 D。

圖3為30MHz寬頻譜圖，顯示電路輻射遠(yuǎn)低于FCC要求。該數(shù)據(jù)是在沒有輸入濾波LC元件和標(biāo)稱非最佳布局的情況下獲取的。

圖3.30MHz寬頻譜圖顯示電路輻射遠(yuǎn)低于FCC要求，盡管缺乏傳統(tǒng)的濾波器元件。

輸出噪聲由基波紋波殘余物組成，基本上沒有寬帶成分。通常，低頻紋波低于50mV。如果需要額外的紋波衰減，則100μH–100μF LC部分允許<100μV輸出噪聲。圖4顯示了100MHz帶通中的情況。紋波和噪聲非常低，示波器甚至需要一個(gè)40dB的低噪聲前置放大器來(lái)注冊(cè)顯示器（見腳注1）。

圖4.低于100μV （100MHz測(cè)量帶寬）的電源輸出噪聲可通過(guò)額外的輸出LC部分獲得。如果沒有LC部分，寬帶諧波仍然存在，盡管基波紋波為50mV。

審核編輯：郭婷