開(kāi)關(guān)電源(Switched-mode power supply,簡(jiǎn)稱SMPS)是一種高效能的電源轉(zhuǎn)換器,廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備中。然而,開(kāi)關(guān)電源在工作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生噪聲,這些噪聲可能對(duì)電子設(shè)備的性能產(chǎn)生不良影響。
首先,我們來(lái)了解一下開(kāi)關(guān)電源的工作原理。開(kāi)關(guān)電源通過(guò)高頻開(kāi)關(guān)管將輸入電壓轉(zhuǎn)換為高頻脈沖電壓,然后通過(guò)變壓器和濾波器將高頻脈沖電壓轉(zhuǎn)換為所需的輸出電壓。在這個(gè)過(guò)程中,開(kāi)關(guān)管的快速導(dǎo)通和關(guān)斷會(huì)產(chǎn)生電流和電壓的突變,從而產(chǎn)生噪聲。
SW1作為高側(cè)開(kāi)關(guān),而SW2作為低側(cè)開(kāi)關(guān)。當(dāng)SW1導(dǎo)通(此時(shí)SW2處于關(guān)閉狀態(tài))時(shí),電流的流向是從輸入電容通過(guò)SW1,然后流經(jīng)電感L,最終到達(dá)輸出電容。
另一方面,當(dāng)SW2導(dǎo)通(此時(shí)SW1處于關(guān)閉狀態(tài))時(shí),電流則從SW2經(jīng)過(guò)電感L,流向輸出電容。下圖展示了這兩種情況下電流路徑的差異,每次開(kāi)關(guān)動(dòng)作(開(kāi)啟或關(guān)閉)時(shí),沿紅色標(biāo)示的線路的電流都會(huì)發(fā)生劇烈變動(dòng)。由于這個(gè)回路中的電流變化非常迅速,因此會(huì)由于PCB布線上的電感而在回路內(nèi)部產(chǎn)生高頻振蕩現(xiàn)象。
開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的噪聲主要有以下幾種類型:
開(kāi)關(guān)噪聲:由于開(kāi)關(guān)管的快速導(dǎo)通和關(guān)斷,產(chǎn)生的電流和電壓突變會(huì)引發(fā)電磁干擾,這種干擾被稱為開(kāi)關(guān)噪聲。開(kāi)關(guān)噪聲主要通過(guò)電源線傳播,對(duì)其他設(shè)備產(chǎn)生影響。
振蕩噪聲:在開(kāi)關(guān)電源的工作過(guò)程中,由于電路元件之間的相互作用,可能會(huì)產(chǎn)生自激振蕩現(xiàn)象,從而產(chǎn)生振蕩噪聲。振蕩噪聲會(huì)對(duì)電源的穩(wěn)定性和效率產(chǎn)生影響。
總之,開(kāi)關(guān)電源在為電子設(shè)備提供高效能源的同時(shí),也會(huì)產(chǎn)生噪聲。了解開(kāi)關(guān)電源噪聲的產(chǎn)生原因、影響及解決方法,有助于我們更好地利用開(kāi)關(guān)電源,提高電子設(shè)備的性能和穩(wěn)定性。
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