開關電源(Switched-mode power supply,簡稱SMPS)是一種高效能的電源轉換器,廣泛應用于電子設備中。然而,開關電源在工作過程中會產生噪聲,這些噪聲可能對電子設備的性能產生不良影響。
首先,我們來了解一下開關電源的工作原理。開關電源通過高頻開關管將輸入電壓轉換為高頻脈沖電壓,然后通過變壓器和濾波器將高頻脈沖電壓轉換為所需的輸出電壓。在這個過程中,開關管的快速導通和關斷會產生電流和電壓的突變,從而產生噪聲。
SW1作為高側開關,而SW2作為低側開關。當SW1導通(此時SW2處于關閉狀態)時,電流的流向是從輸入電容通過SW1,然后流經電感L,最終到達輸出電容。
另一方面,當SW2導通(此時SW1處于關閉狀態)時,電流則從SW2經過電感L,流向輸出電容。下圖展示了這兩種情況下電流路徑的差異,每次開關動作(開啟或關閉)時,沿紅色標示的線路的電流都會發生劇烈變動。由于這個回路中的電流變化非常迅速,因此會由于PCB布線上的電感而在回路內部產生高頻振蕩現象。
開關電源產生的噪聲主要有以下幾種類型:
開關噪聲:由于開關管的快速導通和關斷,產生的電流和電壓突變會引發電磁干擾,這種干擾被稱為開關噪聲。開關噪聲主要通過電源線傳播,對其他設備產生影響。
振蕩噪聲:在開關電源的工作過程中,由于電路元件之間的相互作用,可能會產生自激振蕩現象,從而產生振蕩噪聲。振蕩噪聲會對電源的穩定性和效率產生影響。
總之,開關電源在為電子設備提供高效能源的同時,也會產生噪聲。了解開關電源噪聲的產生原因、影響及解決方法,有助于我們更好地利用開關電源,提高電子設備的性能和穩定性。
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