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穿刺噪声的正确测量和改进措施
日期:2015-07-05 12:46:18   作者:特瑞仕半导体公司

随着DC/DC转换器的开关频率的不断升高,穿刺噪声的影响变得也越来越明显。现在,尽管由于示波器的性能不断的提高使得穿刺噪声的观测变得简单了,但是要准确得到实际穿刺噪声的大小以及分析具体产生的原因还是和很多因素有关,例如使用正确的测试方法,外部使用器件的合适选择,线路板线路的合理布局等等。


穿刺噪声产生的原因


穿刺噪声产生的原因主要分为两大类:
1. 测试方法:测试时,示波器的探针的不同连接方法对穿刺噪声的测量有很大影响。
2. 外围使用器件的正确选择和线路布局的影响。当DC/DC转换器在控制开关动作完成的同时,肖特基二极管打开和截止的瞬间有逆向漏电流流过,同时开关打开和断开的瞬间基板上有大的电流流过,造成基板上不同器件之间产生较大电位差;另外由于线圈的电磁波磁场的影响也会导致有较大的穿刺噪声产生。


测试方法的改善


当DC/DC转换器工作的时候,可以用示波器观察到在开关闭合和打开的瞬间,输出电压中会有几百毫伏的穿刺噪声信号产生,而且在测试的过程中,随着探针测试方向的改变,噪声信号的大小也会发生很大的变化。实际输出电压中的噪声除了正确的测试方法以外,还受到其他因素的影响,因此要准确测量输出电压中穿刺噪声成份的大小,就需要避免由于测试探针受外界的环境的影响而增加的那部分噪声信号,具体操作如下:
A: 这种普通的测试探针由于地线比较长象天线一样,容易受外界的环境影响。
B: 去除探针的接地端和探头的屏蔽部份。
C: 然后直接把探头的金属端和输出端连接,探针的地线部份和线路板的地线连接,这样可以有效的防止外界噪声的干扰。
同样,地线测试基准点的选择对于穿刺噪声的大小也有着很大的影响,DC/DC转换器后端的输出电容的容值对于穿刺噪声的实际值得大小也有着重要的影响。


应用对策


实际应用过程中间需要注意的地方很多,下面列举一些供参考:
1. 在选择输入电容时尽量使用感抗小的电容,或者并联一个0.01μF的陶瓷电容,并且要尽量的靠近开关晶体管和二极管。
2. 输出电容的等效电阻ESR是影响穿刺噪声大小的一个很重要的因素(VRIPPLE=RESR*DIL),因此要正确的选择一个电容就需要综合考虑电容的价格,等效阻抗的大小和容值之间关系。由于陶瓷电容有很好的高频特性,而且等效电阻ESR也很小,实际应用电路中尽量选择可使用陶瓷电容的DC/DC转换芯片;
3. 在FET开关管的G端和DC/DC之间增加一个5-50mΩ的电阻;
4. 在开关管和肖特基二极管的两端各并联一个RC缓冲回路;
5. 选用逆向导通恢复时间特性好的肖特基二极管,减少漏电流的流过;
6. 当电路中有非连续的大电流流过时, 外置开关管和线圈之间的导线要尽量的短,而且尽量远离输出接地端;
7. 选择使用闭磁类型电路的电感线圈;
8. 在输出端增加一个滤波电路(低通LC & RC回路);
9. 在电路中增加一个铁氧磁体器件可以滤除高频杂波信号。

注意:当有误动作发生或者效率转换低下的情况时,要首先检查有旁路电容和地线连接的那部份线路。查询进一步信息,请访问官方网站http://www.torex.com.cn/tips/

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