向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了
广告

热回路究竟是什么?

时间:2020-01-19 作者:Frederik Dostal,现场应用工程师,ADI 阅读:
当涉及到开关稳压器及其电磁兼容性(EMC)时,总是会提到热回路。尤其是优化印刷电路板上的走线布局时,更是离不开这个话题。但热回路到底指的是什么?

当涉及到开关稳压器及其电磁兼容性(EMC)时,总是会提到热回路。尤其是优化印刷电路板上的走线布局时,更是离不开这个话题。但热回路到底指的是什么?ReHednc

开关稳压器中需要不断开关电流。这些电流通常比较大。每当电流流动时,会产生磁场。如果快速开关大电流,就会产生交变磁场。此外,如果开关电流时,路径中存在寄生电感,就会产生电压失调。电流会容性耦合到相邻的电路部件中,并增加电源的噪声辐射。综上所述,我们可以说开关电流是导致开关模式电源产生噪声的主要原因。图1显示了简化的降压转换器拓扑结构。所有存在连续电流的线路都用蓝色表示。所有快速开关电流的线路都用红色表示。ReHednc

ReHednc

1.具有连续电流的线路用蓝色表示,存在开关电流的线路用红色表示。ReHednc

图1中的红色线路是关键线路。它们看起来像一个电流回路,因此被称为回路。热回路意味着这个回路特别关键,因为它涉及到快速开关电流。如果我们仔细观察这个回路,可以看到图1中的红色回路从来没有真正的电流流过,这个因为两个开关从来不会同时打开。它只是单条线路的组合,在特定时间会有电流流过,在其他时间则没有电流流过。在图2中,各连接线路旁的箭头表示电流流动的方向。同时,通过指定的符号表示电流流过的时间。在其他时间,没有电流流经该导体。ReHednc

表1显示图2中的每条红色线路何时传导电流,何时不传导电流。在降压稳压器占空比周期的开启时段,高压侧开关开启,低压侧开关关闭,我们看到电流从输入电容流出,通过高压侧开关,但是没有电流流经低压侧开关。在占空比周期的关闭时段,电流通过低压侧开关(从地到开关节点),其他三条红色线路则没有电流流过。ReHednc

1.高压侧和低压侧开关状态与降压稳压器占空比周期之间的关系ReHednc

ReHednc

 

从图2中很容易看出,热回路并不是一个独立的电流回路,而是由两个真实的电流回路组成的虚拟电流回路。ReHednc

ReHednc

ReHednc

2.热回路中电流方向不同的各个线路。ReHednc

图3显示电路所基于的实际电流回路。一个电流回路显示为蓝色,另一个显示为绿色。在这些完整的电流回路之间,确实会反复出现开关操作;但是,在某些线路中,两个电流回路中的电流流动方向相同,因此会叠加形成连续电流,就EMC而言影响不大。这些线路不会被称为热回路。ReHednc

ReHednc

3.会导致所谓热回路的实际电流回路。ReHednc

开关稳压器的热回路因开关稳压器的拓扑结构而异。其设计应尽可能窄小紧凑,以减少噪音产生和传播。ADI公司提供的Silent Switcher® 2技术通过将输入电容集成到IC封装,尽可能缩小关键热回路。同时,将热回路分成两个对称的形状,可以产生两个极性相反的磁场,从而大幅抵消辐射噪声。Power by Linear提供的LT8609S 就是采用这种技术的开关稳压器。ReHednc

作者简介

Frederik Dostal曾就读于德国纽伦堡埃尔兰根大学微电子学专业。他于2001年开始工作,涉足电源管理业务,曾担任各种应用工程师职位,并在亚利桑那州凤凰城工作了4年,负责开关模式电源。他于2009年加入ADI公司,并在慕尼黑ADI公司担任电源管理现场应用工程师。联系方式:frederik.dostal@analog.comReHednc

本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
您可能感兴趣的文章
  • 升压放大器让设备兼具小身材和大音量 消费者现在都用非常小巧的设备来听音乐,但是锂电池和低压电源通常不能实现大音量的音频效果。升压放大器因其可以增加响度,同时能实现极小尺寸的封装和超低的功耗日渐流行。
  • 小米引爆的GaN快充离成熟还差一步 EDN上的文章《一文看懂小米捧红的氮化镓快充到底是什么?》对GaN技术进行了详细科普。本文就来讨论下这项技术的现状以及未来又会有何发展。
  • 2020:消费电子产品未来几年趋势预测 一年伊始,正是对未来做些预测的时候。作者对未来几年消费电子产品的发展趋势提出了自己的观点。他认为,深度学习、自动驾驶汽车、5G设备、处理器、电池等将会快速发展,其中深度学习会影响未来的许多应用,包括自动驾驶汽车、网络安全,甚至各国的选举。
  • 小米GaN氮化镓充电器实用吗?我们对比了五款65W PD充电 2020年2月小米一口气更新了多款65W PD充电器,包括使用了氮化镓的小米GaN充电器、多口小米2A1C充电器、魔改A口PD充电器等等,应该是单月内发布最多同功率充电器的品牌商了。他们之间功率器件不同、协议不同、设计不同、价格也不同,小编整理了小米最热门的五款65W充电器,细说他们之间的不同之处。
  • 扩频频率调制以降低 EMI 电磁辐射 (EMR)、电磁干扰 (EMI) 和电磁兼容性 (EMC) 是涉及来自带电粒子的能量以及可能干扰电路性能和信号传输的相关磁场的术语。随着无线通信的激增,通信装置不计其数,再加上越来越多的通信方法 (包括蜂窝、Wi-Fi、卫星、GPS 等) 使用的频谱越来越多 (有些频带相互重叠),电磁干扰成了客观存在的事实。
  • 快充是否要以牺牲电池寿命为代价?荣耀、红米高管吵了起 此前,在小米10发布会上,雷军提到小米10的30w比友商40w更快,虽然这一说法被很多花粉认为是“伪科学”,但随着各种65W快充手机的出现以及华为p40采用40W快充的消息曝光,“小米30W快充比友商40W快充更快”又成为了网友们讨论的热点。
相关推荐
    广告
    近期热点
    广告
    广告
    广告
    可能感兴趣的话题
    广告