Типичные источники шума

November 6, 2011 by admin Комментировать »

Шумы (особенно излучаемый), можно снизить, если хорошо понимать их источники и проектные методики снижения их влияния. Существует несколько основных источников шума внутри импульсного источника питания с ШИМ, которые и создают большую часть излучаемого и кондуктивного шума. Их можно легко локализовать и модифицировать проект источника питания так, чтобы снизить генерирование шума.

Источники шума являются частью шумовых контуров, представляющих собой соединения на печатной плате между потребителями высокочастотного тока и источниками тока. Следование технологиям проектирования печатных плат, описанным в разделе 3.14, поможет существенно снизить излучаемые радиопомехи. Для этого следует выполнить оценку высокочастотных характеристик типичных компонентов и печатных плат.

Первым главным источником шума является входная схема питания, которая включает в себя ключ, первичную обмотку трансформатора и конденсатор входного фильтра. Конденсатор входного фильтра обеспечивает трапецеидальные сигналы тока, необходимые источнику питания, поскольку входная линия всегда жестко фильтруется с полосой пропускания, которая намного ниже рабочей частоты источника питания.

Дорожки печатной платы должны быть максимально короткими и толстыми. Толстые дорожки имеют более низкую индуктивность, чем тонкие. Длина дорожек обусловливает частоты, выше которых шум будет легко излучаться в окружающее пространство. Короткие трассы при повышенных частотах излучают меньше энергии.

Конденсатор входного фильтра и ключ должны размещаться рядом с трансформатором, чтобы минимизировать длину соединений. Кроме того, поскольку оксидно-электролитические алюминиевые или танталовые входные конденсаторы имеют плохие высокочастотные характеристики, параллельно им должен быть включен керамический или пленочный конденсатор. Чем хуже характеристики ESR и ESL конденсатора входного фильтра, тем больше энергии высокочастотного шума будет отбирать источник питания прямо из силовой линии, способствуя тем самым возникновению кондуктивных синфазных электромагнитных помех.

Вторым основным источником шума является контур, состоящий из выходных выпрямителей, конденсатора выходного фильтра и вторичных обмоток трансформатора. Опять таки, между этими компонентами протекают трапецеидальные сигналы тока большой амплитуды. Конденсатор выходного фильтра и выпрямитель также следует размещать физически как можно ближе к трансформатору для минимизации излучаемого шума. Этот источник также создает синфазные кондуктивные помехи, главным образом, на выходных линиях источника питания.

Еще одним источником шума является выходной выпрямитель. Форма характеристики обратного восстановления выпрямителей напрямую влияет на шум, генерируемый внутри источника питания. Крутизна (abruptness) или резкость волны тока обратного восстановления зачастую является главным источником высокочастотного шума. Для снижения высокочастотных спектральных характеристик диода с крутой характеристикой восстановления может потребоваться включить параллельно ему демпфер, однако наличие демпфера будет стоить разработчику потерь КПД. По этой причине в проекте лучше использовать выпрямитель с плавным восстановлением.

Одной из структур, способствующих наведению помех при дифференциальном включении, является охлаждающий радиатор, который обычно соединен с "землей" для защиты оператора или обслуживающего персонала. Любой ключ или выпрямитель, связанный с радиатором, пропускает в этот радиатор шум емкостной связи через изоляционную подкладку. Этот шум затем попадает в корпус изделия через зеленый провод заземления. Один из способов помешать проникновению этого шума на "землю" заключается в использовании изоляционной подкладки с внутренним слоем фольги. Это уменьшает монтажную емкость путем размещения двух последовательных конденсаторов; или же разработчик может соединить внутренний слой фольги с внутренним общим проводом источника питания.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты