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設計電源是一件復雜的事情。如今，電能的來(lái)源多種多樣，我們也越來(lái)越不能忽視對這些寶貴能源進(jìn)行有效的管理。線(xiàn)路供電、太陽(yáng)能供電、電池供電、以太網(wǎng)供電以及能量收集技術(shù)，都是我們可以利用的電能來(lái)源。受電負載不僅提出了必要的電壓和電流標準，其所采用的半導體也變得越來(lái)越敏感，為此電源就要滿(mǎn)足特定的規格，其要求不僅限于嚴格的紋波容限，還需要能夠減輕大幅度迅速變化的負載條件導致的影響，同時(shí)又不在電源軌上引入瞬變并產(chǎn)生過(guò)多的EMI。例如，機器學(xué)習領(lǐng)域的許多計算密集型應用中使用的FPGA的電流可以在幾微秒內從幾安培升至50A以上。 減輕瞬變和EMI的技術(shù) 產(chǎn)生瞬變的原因是多種多樣的。如上所述，高性能可編程邏輯和處理器會(huì )給電源帶來(lái)明顯的負載波動(dòng)，同時(shí)電源本身也可能會(huì )產(chǎn)生瞬變。工業(yè)電機控制是瞬態(tài)噪聲的另一種常見(jiàn)來(lái)源，高頻、大電流dv/dt開(kāi)關(guān)技術(shù)會(huì )導致較大的瞬態(tài)。除非濾波器和無(wú)源組件的組合可以降低瞬態(tài)幅度，否則它們可能會(huì )對高側和低側H橋驅動(dòng)晶體管造成永久性損害。除電壓尖峰外，瞬變還是電磁干擾 (EMI) 的罪魁禍首之一。此外，廣為采用的高效AC/DC與DC/DC電源開(kāi)關(guān)拓撲（例如降壓/升壓）也會(huì )在電源軌上產(chǎn)生EMI。根據導線(xiàn)長(cháng)度的不同，EMI可能會(huì )輻射出來(lái)，進(jìn)而干擾終端系統和附近其他設備的運行。雖然采用常規的無(wú)源組件濾波和箔屏蔽技術(shù)就可以在很大程度上消除感應噪聲和輻射噪聲，但這對某些應用而言還不夠，因為這些應用要求本底噪聲必須降到極低的水平。對于開(kāi)關(guān)轉換器，要滿(mǎn)足小型化的趨勢，減小電感器和無(wú)源元件的物理尺寸是唯一可行的做法，但這樣就必須提高開(kāi)關(guān)頻率�，F在，開(kāi)關(guān)模式轉換器的工作頻率可從數百kHz直到數十MHz，覆蓋了AM廣播無(wú)線(xiàn)電的部分頻譜。為了應對這些EMI挑戰，轉換器制造商，特別是汽車(chē)信息娛樂(lè )系統的轉換器制造商，正通過(guò)實(shí)施擴頻技術(shù)來(lái)控制開(kāi)關(guān)頻率，Texas Instruments TPS6281x-Q1就是這類(lèi)器件的一個(gè)例子。TPS62810是AEC-Q100汽車(chē)級部件，其默認開(kāi)關(guān)頻率為2.25MHz，并且能夠配置為在1.8MHz至4.0MHz之間的某個(gè)開(kāi)關(guān)頻率附近以±288kHz的幅度隨機變化。 另一種用于EMI敏感測量應用的創(chuàng )新技術(shù)是一種DC/DC轉換器，這種轉換器可以通過(guò)一個(gè)保持電容來(lái)為負載供電，從而暫時(shí)停止轉換器進(jìn)行測量。Texas Instruments TPS62840就是這項技術(shù)的實(shí)例，它具有一個(gè)STOP引腳來(lái)停止轉換，從而消除任何開(kāi)關(guān)噪聲。參見(jiàn)圖1。 
圖1：描述Texas Instruments TPS62840降壓轉換器STOP功能的圖表 (來(lái)源：Texas Instruments) 文章來(lái)源：貿澤電子 作者簡(jiǎn)介：作為貿澤歐洲EMEA團隊的一員，Mark于2014年7月加入貿澤電子。此前他曾在RS Components公司擔任高級營(yíng)銷(xiāo)職務(wù)。在RS之前，Mark曾在Texas Instruments擔任應用支持和技術(shù)銷(xiāo)售職務(wù)8年，并從考文垂大學(xué) (Coventry University) 獲得了電子工程一級榮譽(yù)學(xué)位。 |
