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[分享] DC/DC转换器的EMC设计

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发表于 2024-5-16 10:00:11 | 显示全部楼层 |阅读模式
在设计和开发具有严格规格要求的降压升压DC/DC转换器时,选择合适的电容器、功率电感器、开关频率以及半导体器件确实是至关重要的。这些选择将直接影响转换器的效率、EMC性能、纹波电压、尺寸以及成本。
电容器选择
对于DC/DC转换器,电容器在滤波、保持电压稳定性以及提供瞬态响应等方面起着关键作用。在选择电容器时,需要考虑其电容值、电压额定值、ESR(等效串联电阻)、ESL(等效串联电感)以及温度特性等因素。
  • 铝电解电容器:虽然它们容量大、价格低,但体积大、寿命短,并且ESR较高,因此在高脉冲电流应用中可能不是最佳选择。
  • 陶瓷电容器:具有高绝缘性、高介电常数和低介质损耗等优点,是高频电路和滤波应用的理想选择。
  • 铝聚合物电容器:结合了铝电解电容器和陶瓷电容器的优点,具有低ESR、高电容值以及良好的温度特性,适用于需要高脉冲电流和快速瞬态响应的应用。
功率电感器选择
功率电感器在DC/DC转换器中用于存储和释放能量,其选择将影响转换器的效率、纹波电流以及体积。在选择功率电感器时,需要考虑其电感值、额定电流、直流电阻(DCR)、饱和电流以及温升电流等因素。
  • 电感值:应根据转换器的工作模式和纹波电流需求来选择。
  • 额定电流:应大于或等于转换器在最大负载下的工作电流。
  • DCR:应尽量小以提高转换器的效率。
开关频率选择
开关频率的选择将影响转换器的效率、EMI/EMC性能、体积以及成本。较高的开关频率可以减小滤波器的尺寸和重量,但也会增加开关损耗和EMI/EMC问题。因此,在选择开关频率时需要在这些参数之间进行权衡。
半导体器件选择
半导体器件如MOSFET在DC/DC转换器中用于控制电流的开关。在选择半导体器件时,需要考虑其导通电阻(RDS(on))、开关速度、热阻(Rth)以及成本等因素。低RDS(on)和高开关速度的MOSFET可以提高转换器的效率并减小体积。
滤波器设计
对于具有较高输入和输出功率的DC/DC转换器,滤波器设计是确保转换器符合EMC要求的关键。滤波器应能够有效地抑制高频干扰并减小输出纹波电压。在设计滤波器时,需要考虑滤波器的类型(如LC滤波器、π型滤波器或T型滤波器)、元件值以及布局等因素。
总结
在设计符合严格规格要求的降压升压DC/DC转换器时,需要综合考虑电容器、功率电感器、开关频率、半导体器件以及滤波器等方面的选择。通过合理的选择和优化这些参数,可以确保转换器具有高效率、低纹波电压、紧凑的尺寸以及良好的EMC性能。

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