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內容描述：	許多工業和汽車應用中都使用了同步降壓轉換器電源拓撲結構；此類應用還要求具有低傳導放射和輻射放射特性，以確保電源不會干擾共用同一條總線的其它設備（輸入電壓 [VIN]）。例如，在汽車信息娛樂系統中，電子干擾(EMI) 會在汽車立體音響中發出撓人的噪音。
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* 所屬類別： (不超過20項)	電源產品分類： UPS電源穩壓電源 EPS電源變頻電源凈化電源特種電源發電機組開關電源(AC/DC) 逆變電源(DC/AC) 模塊電源(DC/DC) 電源應用分類：通信電源電力電源車載電源軍工電源航空航天電源工控電源 PC電源 LED電源電鍍電源焊接電源加熱電源醫療電源家電電源便攜式電源充電機(器) 勵磁電源電源配套分類：功率器件防雷浪涌測試儀器電磁兼容電源IC 電池/蓄電池電池檢測變壓器傳感器軸流風機電子元件連接器及端子散熱器電解電容 PCB/輔助材料新能源分類：太陽能(光伏發電) 風能發電潮汐發電水利發電燃料電池其他類：其他
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* 內容：	<P>    許多工業和汽車應用中都使用了同步降壓轉換器<A href="http://www.wnxrsj.cn"><STRONG>電源</STRONG></A>拓撲結構；此類應用還要求具有低傳導放射和輻射放射特性，以確保電源不會干擾共用同一條總線的其它設備（輸入電壓 [VIN]）。例如，在汽車信息娛樂系統中，電子干擾(EMI) 會在汽車立體音響中發出撓人的噪音。 </P> <P>    圖1顯示了同步降壓轉換器的原理圖以及其開關節點波形。高側MOSFET的開關速度和高側/低側MOSFET與印刷電路板(PCB)雜散電感和電容都具有在開關節點波形達到峰值時振鈴的功能。而我們不需要開關節點波形振鈴，因為它會增大低側MOSFET的電壓應力，并產生電磁干擾。 </P> <P align=center><IMG alt="同步降壓轉換器 " src="/uploadfile/newspic/20160629165615102.jpg" border=0></P> <P align=center>圖1：同步降壓轉換器 </P> <P>    為了確定圖1中降壓轉換器的開關節點振鈴與其所產生電磁干擾之間的關系，我按照國家無線電干擾特別委員會(CISPR) 25 Class 5的規定進行了傳導放射測試。圖2顯示了測試的結果。測得的數據顯示：在30MHz-108MHz的頻率范圍內，降壓轉換器的傳導放射值比Class 5限制高出了15dBµV。 </P> <P align=center><IMG alt="CISPR 25 Class 5, 30MHz-108MHz，降壓轉換器 VIN = 12V, VOUT = 3.3V, IOUT= 5A" src="/uploadfile/newspic/20160629165639977.jpg" border=0></P> <P align=center>圖2：CISPR 25 Class 5, 30MHz-108MHz，降壓轉換器 VIN = 12V, VOUT = 3.3V, IOUT= 5A </P> <P>    要降低電磁輻射，首先要降低開關節點的振鈴噪聲。有以下幾種方法：首先減緩MOSFET的接通和關閉時間，從而控制開關節點的上升和下降時間。在串聯電阻器（RHO與RLO）上加裝MOSFET的柵極引線即可實現該功能；參見圖3。第二步是在開關節點與接地之間加裝一個緩沖器（RSUB與CSUB）。緩沖器電路可以在轉換過渡期間抑制寄生電感和電容。 </P> <P align=center><IMG alt=接通和關閉電路 src="/uploadfile/newspic/20160629165653790.jpg" border=0></P> <P align=center>圖3：接通和關閉電路 </P> <P>    除利用上述方法來降低開關節點振鈴噪音外，還有另一種方法，就是使用LM5140-Q1符合汽車應用要求的同步降壓控制器。LM5140-Q1的一大重要特性是轉換速率控制。通過引出驅動器的源側和接收側引線，可以獨立控制高/低側MOSFET的接通和關閉時間。 </P> <P>    在低側MOSFET關閉和高側頂部MOSFET接通期間，開關節點電壓從接地升至VIN。如果高側頂部MOSFET接通過快，則在過渡時開關節點電壓會過沖。增大RHO電阻可以降低高側MOSFET的驅動電流，減緩該MOSFET的接通時間，同時有助于降低開關節點振鈴噪音。注意：減慢高側MOSFET的關閉時間會增大開關損耗。在低電磁輻射和高側MOSFET的開關損耗之間選用RHO時，需要做一個權衡折衷。 </P> <P>    低側MOSFET損耗包括RDS(ON)損耗、空載時間損耗和MOSFET內部體二極管的損耗。空載（高/低側MOSFET均處于關閉狀態）時，低側MOSFET的內部體二極管可傳導感應器電流。一般情況下，MOSFET的內部體二極管都有較高的正向電壓降，因此其效率會大幅降低。而縮短低側MOSFET內部體二極管傳導電流的時間可以提高效率。 </P> <P>    利用轉換速率控制可以在LM5140-Q1驅動器輸出（LO引腳）和低側MOSFET柵極之間插入一個電阻器(ROL)，用來延長低側MOSFET關閉所需的時間。減慢關閉時間可以減少低側和高側MOSFET傳導的空載時間，提高降壓轉換器的效率。縮短同步降壓的空載時間時，切勿同時傳導高側和低側MOSFET。 </P> <P align=center><IMG alt="降壓轉換器開關節點波形和轉換速率控制 " src="/uploadfile/newspic/20160629165706702.jpg" border=0></P> <P align=center>圖4：降壓轉換器開關節點波形和轉換速率控制 </P> <P>    我使用LM5140-Q1控制器（參見圖4）改裝了圖1所示的電源。使用轉換速率控制優化開關節點的上升和下降時間，消除了開關節點的振鈴噪音。 </P> <P>    下一步是進行CISPR 25 Class 5傳導放射。我選用了以下轉換速率控制電阻器值：RHO = 10Ω, RHOL = 0Ω, RLO = 10Ω 和 RLOL = 10Ω。選擇用于此應用的電阻器對于輸入功率低于50W的任何應用來說都是一個很好的起點。 </P> <P>    圖5顯示了傳導放射測試的結果和總結。 </P> <P align=center><IMG alt=轉換速率控制比較 src="/uploadfile/newspic/20160629165722530.jpg" border=0></P> <P align=center>圖5：轉換速率控制比較：CISPR 25 Class 5, VIN = 12V, VOUT = 3.3V, IOUT = 5A，無轉換速率控制(a)和有轉換速率控制(b) </P> <P>    降壓轉換器借助LM5140-Q1和轉換速率控制將傳導放射降低了21dBµV。此外還增強了對開關節點上升和下降的控制，同時無需使用緩沖電路，降低了電路的復雜性和成本。 </P> <P>    挑選出轉換速率控制電阻器的正確值，不僅可以降低電磁輻射，還能同時提高系統的效率。<SPAN style="FONT-FAMILY: Webdings"><</SPAN></P>

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