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            隔離電源與噪聲

            • 分類:公司新聞
            • 作者:歌瑞宇航電子(天津)有限公司——郭博士
            • 來源:原創文章
            • 發布時間:2021-08-25 12:47
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            隔離電源與噪聲

            • 分類:公司新聞
            • 作者:歌瑞宇航電子(天津)有限公司——郭博士
            • 來源:原創文章
            • 發布時間:2021-08-25 12:47
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            隔離電源與噪聲

            作者:歌瑞宇航電子(天津)有限公司——郭博士                                                                                                                                                                    

             【本文為原創文章未經允許謝絕轉發】

                      在惡劣或強電子干擾環境中,比如工業環境和生產裝配線等等,在這些系統中,機械設備、高頻設備、火花機等等會產出各種干擾和噪聲從而影響其它電源的正常工作。出于對凈化電源的要求, 比如對電源質量要求比較高的精密儀器設備特別是傳感器和微弱信號采集的要求,采用直流隔離電源是普通和常用的辦法。

                     直流(或噪聲)隔離電源首先是開關電源,紋波和噪聲是它的基本問題。如何有效的減少和降低紋波和噪聲是直流(或噪聲)隔離電源必須面對和解決的問題。本文針對這一問題在實驗的基礎上做了分析和討論。圖 1 是一款 Flyback 隔離電源的原理圖,圖 2 給出了 500mA 電流輸出時的噪聲測試結果。

                                                                                 圖 1:Flyback 隔離電源。                                                                                                       

                                                                                   圖 2:噪聲測試

                     如果在隔離的兩個電源之間增加一個交流通路,則等效于一個低通濾波器。圖 3 給出了帶有交流通路的噪聲測試結果。從結果可以看出尖峰和高頻噪聲被減弱。                                                                                                

                                                                           圖 3:帶有交流通路噪聲測試                                                                                                                           

             

                      LC 低通濾波器是降低噪聲常用和有效的方法。LC 雖然可以有效的去除和減弱紋波但同時也會引入新的噪聲,這種噪聲主要表現為高頻尖峰,其大小與輸出電流、LC 電感和寄生電容等等有關。

                                                                            圖 4:帶有 LC 低通濾波器的噪聲測試

                     在開關電源之后跟隨一個線性穩壓電源(LDO)同樣可以有效的去除和減弱紋波,取決于 LDO 的性能同樣也會引入新的噪聲。如圖 5.

             

                                                                           圖 5A:帶有 LDO 的噪聲測試圖                                                                                           

             

                                                                          5B:帶有LDO 和交流通路的噪聲測試 

             

                                                                            

                     綜上所述,本文討論了 3 種去除和降低隔離開關電源噪聲的方法,通過這些方法有效的改善了我們的電源產品,取得了良好的效果。電源噪聲是一個復雜的系統工程,它不僅涉及到噪聲理論, 電路設計,電子測量,更依賴于 PCB 的布板,走線等等工藝過程,這些在此不作討論。 

                     對于大多數的應用,上述方法基本可以滿足,比如數字電路和一般性模擬電路。但對于要求更高的電源比如 uV/nA 級信號測量,高精密半導體激光器電源和高精度 AD/DA 轉換,僅僅依靠上述方法是不夠的。綜合多種方法的優化設計可以進一步的改進電源的噪聲,圖 6A/B 給出這種電源的測試結果。

                                                                       圖 6A 超級低噪聲電源的噪聲測試【8MHz 帶寬】                                                                   

                                                                      圖 6B 超級低噪聲電源的噪聲測試【10Hz-100KHz 帶寬】
                                                                                 

             

             

             

                                                                                                                                                                                                                  歌瑞宇航電子(天津)有限公司   

                                                                                                                                                                                                                    電話:022-23670839

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