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利用Snubber电路消除开关电源和ClassD功放电路中的振铃

Frank Pan?? Maxim Integrated CPG部门高级应用工程师?? 2016年03月29日 ?? 收藏14
概述

开关电源和ClassD功放,因为电路工作在开关状态,大大降低了电路的功率损耗,在当今的电子产品中得到了广泛的应用。由于寄生电感和寄生电容的存在,电路的PWM开关波形在跳变时,常常伴随着振铃现象。这些振铃常常会带来令人烦恼的EMC问题。本文对振铃进行探讨,并采用snubber电路对PWM开关信号上的振铃进行抑制。

振铃现象

图1

图2

图1:不同阻尼系数对应的阶跃信号(从左至右分别为欠阻尼、临界阻尼、过阻尼时对应的阶跃信号)
图1:不同阻尼系数对应的阶跃信号(从左至右分别为欠阻尼、临界阻尼、过阻尼时对应的阶跃信号)

图4

OS(%)定义为过冲量的幅度跟信号幅度的比值,以百分比表示。表1列出了不同阻尼系数对应的过冲OS(%)。

图2:过冲图示
图2:过冲图示

表1,不同阻尼系数对应的过冲OS(%)
表1,不同阻尼系数对应的过冲OS(%)

振铃的危害

对于振铃,我们直观感受到的是示波器屏幕上的电压的波动。实际带来问题的通常是电路的电流的谐振。在图三所示的电路里面,当PWM开关信号V1在0V和12V切换时,流过电感L1和电容C1的谐振电流可以达到安培量级,如图四所示。在高频(图3所示电路的谐振频率为232MHz,开关电源和ClassD电路里常见的振铃频率在几十兆到几百兆Hz之间),安培量级的电流通过很小的回路,都可能造成辐射超标,使产品无法通过EMC认证。

图3:LC谐振电路
图3:LC谐振电路

图4:电容C1两端的电压和流过电容C1的谐振电流
图4:电容C1两端的电压和流过电容C1的谐振电流

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《电子技术设计》2016年4月刊版权所有,谢绝转载。


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开关电源? Maxim?

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