PHOENIX電源模塊設計方法資料分為幾部分

    PHOENIX電源模塊設計方法資料分為幾部分
    PHOENIX電源模塊的電磁干擾水平是設計中zui難的部分，設計人員能做的zui多就是在設計中進行充分考慮，尤其在布局時。由于直流到直流的轉換器很常用，所以硬件工程師或多或少都會接觸到相關的工作，本文中我們將考慮與低電磁干擾設計相關的兩種常見的折中方案
    。
    PHOENIX電源模塊設計中即使是普通的直流到直流開關轉換器的設計都會出現(xiàn)系列問題，尤其在高功率電源設計中更是如此。除功能性考慮以外，工程師必須設計的魯棒性，以符合成本目標要求以及熱和空間限制，當然同時還要設計的進度。另外，出于產(chǎn)品規(guī)范和系統(tǒng)的考慮，電源產(chǎn)生的電磁干擾(EMI)必須足夠低。不過，電源的電磁干擾水平卻是設計中zui難預計的項目。有些人甚認為這簡直是不可能的，設計人員能做的zui多就是在設計中進行充分考慮，尤其在布局時。
    盡管本文所討論的原理適用于廣泛的電源設計，但我們在此只關注直流到直流的轉換器，因為它的應用相當廣泛，幾乎每位硬件工程師都會接觸到與它相關的工作，說不定什么時候就必須設計個電源轉換器。本文中我們將考慮與低電磁干擾設計相關的兩種常見的折中方案;熱、電磁干擾以及與PCB布局和電磁干擾相關的方案尺寸等。文中我們將使用個簡單的降壓轉換器做例子，如圖1所示。
    在頻域內(nèi)測量輻射和傳導電磁干擾，這就是對已知波形做傅里葉數(shù)展開，本文中我們著重考慮輻射電磁干擾。在同步降壓轉換器中，引起電磁干擾的主要開關波形是由Q1和Q2產(chǎn)生的，也就是每個場效應管在其各自導通周期內(nèi)從漏極到源極的電流di/dt。圖2所示的電流波形(Q和Q2on)不是很規(guī)則的梯形，但是我們的操作自由度也就更大，因為導體電流的過渡相對較慢，所以可以應用Henry Ott經(jīng)典著作《電子系統(tǒng)中的噪聲降低技術》中的公式1。我們發(fā)現(xiàn)，對于個類似的波形，其上升和下降時間會直接影響諧波振幅或傅里葉系數(shù)(In)。
    PHOENIX電源模塊其中，n是諧波次，T是周期，I是波形的峰值電流強度，d是占空比，而tr是tr或tf的zui小值。
    在實際應用中，極有可能會同時遇到奇次和偶次諧波發(fā)射。如果只產(chǎn)生奇次諧波，那么波形的占空比必須為50%。而實際情況中極少有這樣的占空比精度。
    諧波系列的電磁干擾幅度受Q1和Q2的通斷影響。在測量漏源電壓VDS的上升時間tr和下降時間tf，或流經(jīng)Q1和Q2的電流上升率di/dt 時，可以很看到這點。這也表示，我們可以很簡單地通過減緩Q1或Q2的通斷速度來降低電磁干擾水平。
    事實正是如此，延長開關時間的確對頻率高于 f=1/πtr的諧波有很大影響。不過，此時必須在增加散熱和降低損耗間進行折中。盡管如此，對這些參數(shù)加以控制仍是個好方法，它有助于在電磁干擾和熱間取得平衡。具體可以通過增加個小阻值電阻(通常小于5Ω)實現(xiàn)，該電阻與Q1和Q2的柵極串聯(lián)即可控制tr和tf，你也可以給柵極電阻串聯(lián)個 “關斷二極管”來獨立控制過渡時間tr或tf(見圖3)。這其實是個迭代過程，甚連經(jīng)驗zui豐富的電源設計人員都使用這種方法。我們的zui終目標是通過放慢晶體管的通斷速度，使電磁干擾降低可接受的水平，同時其溫度足夠低以確保穩(wěn)定性。
    開關節(jié)點的物理回路面積對于控制電磁干擾也非常重要。通常，出于PCB面積的考慮，設計者都希望結構越緊湊越好，但是許多設計人員并不知道哪部分布局對電磁干擾的影響zui大。回到之前的降壓穩(wěn)壓器例子上，該例中有兩個回路節(jié)點(如圖4和圖5所示)，它們的尺寸會直接影響到電磁干擾水平。