RDC_fb为 Op_amp 提供直流反馈

更新时间:2025-10-18 21:41 类型:新闻资讯 来源:网络整理

  。为了利用这种 AEF 告竣卓异机能,运算放大器电途必要保留安静且运算放大器应处于非饱和形态。不然,AEF 的机能会更差,乃至不妨会正在编制中注入分外的噪声。本文将探求奈何采用相宜的补充和阻尼技艺告竣 AEF 的安静性和卓异机能。

  图 1 (a) 显示了一个无补充的 AEF。正在图 1 中,VS是噪声源,ZS是内部阻抗,ZL是线途阻抗安静收集或电源的阻抗,Cin是电源转换器的输入电容器,L 是差模电感器,Csense和 Cinj是感受电容器和注入电容器,RDC_fb为 Op_amp 供应直流反应,Cpara是电源布线和接地之间的寄生电容。

  行动一个基于运算放大器的反应电途,图 1 (a) 中的 AEF 会变得担心静,进而导致运算放大器饱和。正在这种状况下,AEF 的机能会受到明显影响,而且 AEF 不妨会花费更众功率并正在编制中注入分外的噪声。因为运算放大器的负载收集很繁复,图 1 a 中的 AEF 正在低频和高频下城市担心静。

  正在低频(比方正在 10 kHz 与 50 kHz 之间)下,环途增益的相位会变为正 180 度,编制会变得担心静,酿成这种题目的重要由来是 Cinj与 L 以及 Csen与 RDC_fb酿成了分压器。低频补充的一种伎俩是增添 Rcomp和 Ccomp与 RDC_fb并联,如图 1(b) 所示。Ccomp通过使反应收集正在低频下具有容性来实行低频补充。Rcomp用于确保 AEF 的机能。别的,转换器的输入端往往用电解电容器来存储能量并确保转换器安静。电解电容器的等效串联电阻 (ESR) 也有助于普及低频安静性。

  正在高频下,运算放大器和 Cpara的输出阻抗会发生一个顶点,酿成环途增益的相位滞后。别的,运算放大器往往具有低频顶点。是以,环途增益正在高频下将具有两个顶点且其相位亲密负 180°,这会导致正在高频下担心静。Rcomp1和 Ccomp1(图 1(b) 中)用于高频补充,巨细为 100 nF 和 0.5Ω。Rcomp1和Ccomp1能够填补高频下环途增益的相位,使编制具有足够的相位裕度来包管高频安静性。正在某些行使中,高频陶瓷电容器(比方 10 nF 或 100 nF)关于高频噪声过滤或关于包庇电途(比方用于反向包庇的智能二极管)而言是必弗成少的。正在此类状况下,有几种伎俩能够保留高频安静性:

  • 将高频电容器安顿正在远离AEF的职位,由于陶瓷电容器和印刷电途板布线的ESR和等效串联电感 (ESL)也有助于普及高频安静性。

  总体而言,务必确保检测/注入节点对地的阻抗不受高频(10 MHz 至 50 MHz)电容把持。

  因为热蜕变或开闭震颤,电源转换器不妨会正在低于开闭频率的频率下发生噪声(正在本文中被称为低频作梗)。关于图 1 (b) 中的 AEF,方程式 1 将其等效阻抗外现为:

  此中,Zop和 Gop_amp是输出阻抗和从检测节点到运算放大器输出端的电压增益,而 ZC_inj是注入电容器的阻抗。

  遵循方程式 1,图 1 (b) 中的 AEF 的等效阻抗正在低频下具有容性。是以,AEF 会正在低频(比方正在 10 kHz 到 100 kHz 之间)下与差模电感器 L 产生谐振。探究到这种谐振,低频作梗会使运算放大器输出电压和输出电流较大。因为运算放大器的输出摆幅和输出电流材干有限,运算放大器会进入非线性区域乃至到达饱和形态,这不妨会影响 AEF 机能并导致 AEF 向编制中注入分外的噪声。

  措置这一题目必要胁制谐振。图 2 显示的两种阻尼伎俩使 AEF 正在谐振频率下具有较小的电容。正在图 2 (a) 中,阻尼电阻器 Rdamp入到注入途途中。如许,Rdamp越大,谐振阻尼越佳。然而,插入阻尼收集后,方程式 2 将 AEF 的等效阻抗外现为:

  较大的 Rdamp会填补 Zeq_AEF,从而影响 AEF 的机能。因此这种阻尼伎俩重要实用于高频开闭转换器,比方 2 MHz 的开闭转换器。为了有用胁制谐振,品德因数应正在 1 操纵或以下。若要使品德因数亲密 1,请正在策动 Rdamp时采用方程式 3:

  为了普及图 2 (a) 所示的 AEF 的机能,请将电容器 Cdamp与阻尼电阻器 Rdamp并联,如图 2 (b) 所示。正在谐振频率下,电阻器 Rdamp将把持阻尼收集的阻抗以胁制谐振。正在 AEF 必要实行噪声衰减的高频下,电容器 Cdamp将把持阻尼收集的阻抗,从而确保 AEF 的机能。方程式 4 和方程式 5外现了一个用于谐振阻尼的优良 Rdamp和 Cdamp组合:

  图 2:胁制差模电感器和 AEF 谐振的伎俩:电阻器阻尼 (a);电阻器和电容器并联阻尼 (b)

  图 3 显示了 400 kHz 降压转换器正在 10 kHz 至 1 MHz 鸿沟内的频谱测试结果(对应于 AEF 闭上、AEF 开启但无阻尼、AEF 开启且有电阻器-电容器并联阻尼的状况),此中基于方程式 4 和方程式 5 选拔 Rdamp和 Cdamp。正在图 4 中无阻尼的状况下,谐振会正在大约 30 kHz 处呈现尖峰,这会影响 AEF 机能并使本底噪声填补。利用阻尼收集后,谐振尖峰现正在位于 45 kHz 处,但其幅度大大低浸,这意味着已凯旋胁制谐振。是以,AEF 有用地胁制了高频噪声,而且本底噪声大幅低浸。

  针对阻尼,利用的是电阻器和电容器并联阻尼;Rdamp为 15 Ω,Cdamp为 220 nF。如图 4 所示,AEF 正在 440 kHz 下可告竣约 50 dB 的噪声衰减。与机能仿佛的无源滤波器比拟,尺寸能够缩小约 50%,体积能够缩小约 75%。

  补充和阻尼关于告竣优良的 AEF 机能至闭要紧。本文商榷的伎俩都能够通过LM25149中集成的 AEF 轻松告竣。通过采用相宜的补充和阻尼,AEF 能够告竣明显的降噪后果。电力电子计划职员应当行使 AEF 来告竣更高的功率密度、更高的效能和更低的本钱。

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