目前,有許多不同的開關(guān)調(diào)節(jié)器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。一些拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)被廣泛使用,例如經(jīng)典的降壓轉(zhuǎn)換器,也稱為降壓轉(zhuǎn)換器。然而,還有一些鮮為人知的開關(guān)模式DC-DC轉(zhuǎn)換器,包括Zeta拓?fù)?。這些拓?fù)浞譃榛就負(fù)浜蛿U(kuò)展拓?fù)洹;旧?,該拓?fù)鋬H使用兩個(gè)開關(guān)、一個(gè)電感和兩個(gè)電容。都屬于非隔離開關(guān)穩(wěn)壓器;即沒(méi)有電氣隔離的開關(guān)調(diào)節(jié)器。這種拓?fù)浒ń祲恨D(zhuǎn)換器、升壓轉(zhuǎn)換器和反相降壓-升壓拓?fù)?。所有其他拓?fù)涠夹枰~外的元件。例如,SEPIC轉(zhuǎn)換器還需要一個(gè)耦合電容和第二個(gè)電感。除了非隔離開關(guān)德力西穩(wěn)壓器,一些穩(wěn)壓器通過(guò)變壓器進(jìn)行電氣隔離。
電路設(shè)計(jì)者通常將電源視為黑盒或4極元件。其具有兩條輸入線和兩條輸出線。圖1顯示了DC-DC轉(zhuǎn)換器的框圖符號(hào)。頂部是非電氣隔離的DC-DC轉(zhuǎn)換器,底部是電氣隔離的轉(zhuǎn)換器。
圖1中未顯示終端的噪聲特性。不同的開關(guān)調(diào)節(jié)器拓?fù)湓?端口網(wǎng)絡(luò)的終端具有不同的噪聲特性。圖2顯示了適合工業(yè)應(yīng)用的ADP2441通用降壓轉(zhuǎn)換器。它可以將24 V輸入電壓轉(zhuǎn)換為3.3V輸出電壓。采用這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),可以看出輸入端會(huì)產(chǎn)生脈沖電流,因此噪聲很高。當(dāng)ADP2441上的高端開關(guān)打開時(shí),電流流入a端,當(dāng)該開關(guān)關(guān)閉時(shí),沒(méi)有電流流過(guò)節(jié)點(diǎn)a,但是,輸出端C的噪聲非常小。其中,輸出路徑中的電感可以保證輸出端沒(méi)有脈沖電流。
表1總結(jié)了開關(guān)調(diào)節(jié)器的基本噪聲特性,為系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員的概念設(shè)計(jì)提供了重要參考。表中列出了最常見的開關(guān)調(diào)節(jié)器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。第一行表示輸入端子(即2端口網(wǎng)絡(luò)的端子A和B)的噪聲水平。第二行表示相應(yīng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)輸出端的噪聲水平(即2端口網(wǎng)絡(luò)的端子C和D)。表1顯示了噪聲水平。
例如,使用單獨(dú)的LC濾波器進(jìn)行額外濾波,可以大大降低開關(guān)調(diào)節(jié)器電路中的傳導(dǎo)噪聲。這樣,可以避免表1中的高噪聲。然而,系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該知道哪個(gè)DC-DC轉(zhuǎn)換器在哪個(gè)引腳具有高噪聲。這樣,他們可以提前考慮相應(yīng)的過(guò)濾器以及這些過(guò)濾器必須占用的額外空間。
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