電源開(kāi)關(guān)設計秘笈:如何選擇正確的工作頻率
斜坡是另一個(gè)潛在的會(huì )帶來(lái)噪聲問(wèn)題的地方。斜坡通常由電容器充電(電壓模式)生成,或由來(lái)自于電源開(kāi)關(guān)電流的采樣(電流模式)生成。通常,電壓模式斜坡并不是一個(gè)問(wèn)題,因為電容對高頻注入信號的阻抗很小。而電流斜坡卻較為棘手,因為存在了上升邊沿峰值、相對較小的斜坡振幅以及功率級寄生效應。
圖4顯示了電流斜坡存在的一些問(wèn)題。第一幅圖顯示了上升邊沿峰值和隨后產(chǎn)生的電流斜坡。比較器(根據其不同速度)具有兩個(gè)電壓結點(diǎn) (potential trip points),結果是無(wú)序控制運行,聽(tīng)起來(lái)更像是煎熏肉的聲音。
利用控制IC中的上升邊沿消隱可以很好地解決這一問(wèn)題,其忽略了電流波形的最初部分。波形的高頻濾波也有助于解決該問(wèn)題。同樣也要將電容器盡可能近地靠近控制 IC 放置。正如這兩種波形表現出來(lái)的那樣,另一種常見(jiàn)的問(wèn)題是次諧波振蕩。這種寬-窄驅動(dòng)波形表現為非充分斜率補償。向當前斜坡增加更多的電壓斜坡便可以解決該問(wèn)題。
圖4 兩種常見(jiàn)的電流模式噪聲問(wèn)題
盡管您已經(jīng)相當仔細地設計了電源布局,但是您的原型電源還是存在噪聲。這該怎么辦呢?首先,您要確定消除不穩定因素的環(huán)路響應不存在問(wèn)題。有趣的是,噪聲問(wèn)題可能會(huì )看起來(lái)像是電源交叉頻率上的不穩定。但真正的情況是該環(huán)路正以其最快響應速度糾出注入誤差。同樣,最佳方法是識別出噪聲正被注入下列三個(gè)地方之一:誤差放大器、參考電壓或斜坡。您只需分步解決便可!
第一步是檢查節點(diǎn),看斜坡中是否存在明顯的非線(xiàn)性,或者誤差放大器輸出中是否存在高頻率變化。如果檢查后沒(méi)有發(fā)現任何問(wèn)題,那么就將誤差放大器從電路中取出,并用一個(gè)清潔的電壓源加以代替。這樣您應該就能夠改變該電壓源的輸出,以平穩地改變電源輸出。如果這樣做奏效的話(huà),那么您就已經(jīng)將問(wèn)題范圍縮小至參考電壓和誤差放大器了。
有時(shí),控制IC中的參考電壓易受開(kāi)關(guān)波形的影響。利用添加更多(或適當)的旁路可能會(huì )使這種狀況得到改善。另外,使用柵極驅動(dòng)電阻來(lái)減緩開(kāi)關(guān)波形也可能會(huì )有助于解決這一問(wèn)題。如果問(wèn)題出在誤差放大器上,那么降低補償組件阻抗會(huì )有所幫助,因為這樣降低了注入信號的振幅。如果所有這些方法都不奏效,那么就從印刷電路板將誤差放大器節點(diǎn)去除。對補償組件進(jìn)行架空布線(xiàn)(air wiring)可以幫助我們識別出哪里有問(wèn)題。
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