DC-DC轉換器濾波解決方案 X2Y技術
來源:立深鑫電子????????發布時間:08-26????????點擊:
摘要 : 許多廠商都存在因DC-DC轉換器固有的內部開關模式產生的電磁兼容(EMC)問題。開關噪聲電壓需要在輸出時濾掉。傳統的幾個分散元件能夠提供足夠的濾波性能和在大批量生產時依然保持成本效益。
許多廠商都存在因DC-DC轉換器固有的內部開關模式產生的電磁兼容(EMC)問題。開關噪聲電壓需要在輸出時濾掉。傳統的幾個分散元件能夠提供足夠的濾波性能和在大批量生產時依然保持成本效益。過去幾年,一些發展趨勢增加了方案設計的復雜性。在要求電子產品尺寸更小化、速度更快化的推動作用下,并且要求更多的電路提供附加特性,導致要求更加嚴格的EMC以保持設計的完整性。
要求分散元件能夠提供更寬的濾波帶寬,保持成本效益,而且還能從整體上提供更小的系統封裝尺寸,這一要求引領了行業尋求新的解決方案。
目前,X2Y技術作為替換5-7個分散器件的濾波器,使用于直流電機中。節省成本和增加寬帶濾波性能使得X2Y技術作為直流電機行業技術標準。該項技術的下一步合理的發展將會是DC-DC轉換器應用中的濾波。因此本文提供了一個替代傳統DC-DC轉換器的濾波方式的另一種解決方案。
傳統濾波解決方案
一個DC-DC轉換器濾波解決方案是由電感和電容組成的LC濾波配置以形成輸出pi濾波器。圖1展示了一個產品如何推薦使用內部輸出電容以及外部電感和電容來組建pi濾波器。
針對一項設計,選擇電感,最重要的是繞線尺寸能夠分擔負載電流和磁芯(通常由鐵氧體材料制作)不會飽和。取決不同應用直流電阻同樣要考慮。電感的局限性是鐵氧體材料吸收能量并且通過發熱來釋放能量,使得電感的性能隨溫度變化而變化。此外,鐵氧體材料頻率受限于最高為300~500MHz。
使用若干個分散元件同樣會引入阻抗匹配問題。對于陶瓷電容批量成產時為了富有成本效益,容許電容誤差。在批量生產時電感一般會有更大的誤差范圍。
當選擇輸出電容時,必須最小化等效串聯電阻(ESR)和等效串聯電感(ESL)。ESR的效用是和轉換器的內部輸出電阻一起變作電壓分配器,而且ESL會降低電容的工作頻率。使用若干并聯電容提供全局所需容量以助于減少ESR和ESL。
電容,像電感一樣,會隨溫度變化而變化。此外,老化會減少鋁質制或鉭質電容容量,從而導致差的可靠性。