离线低噪声电源无需滤波即可满足FCC辐射要求

Jim Williams

离线电源需要输入滤波组件来满足 FCC 辐射要求。此外，电路板布局通常非常关键，即使对于经验丰富的离线电源设计人员也需要进行大量实验。这些考虑源于传统离线电源快速切换产生的宽带谐波能量。一款新型器件 LT1533 低噪声开关稳压器通过对电压和电流开关时间的连续闭环控制消除了这些问题。1此外，该器件的推挽输出驱动消除了传统方法的反激间隔。这进一步降低了谐波，并平滑了输入电流漏极特性。尽管 LT1533 专为 DC/DC 转换而设计，但它能够很好地适应离线服务，同时消除了辐射、滤波、布局和噪声问题。

电路详细信息

图1显示了电源。Q5 和 Q6 利用一个整流器滤波器驱动 T1、LT1431 和光耦合器闭合一个回 LT1533 的隔离环路。LT1533 以级联方式驱动 Q5 和 Q6，以实现高电压开关能力。它还连续控制其电流和电压切换时间，使用I处的电阻器摆和 V摆用于设置转换速率的引脚。FET 电流信息可直接获得，但 FET 电压状态通过 360k–10k 分压器获得，并通过 NPN-PNP 跟随器路由到栅极。源波形的形状，以及 LT1533 集电极端子上的电压转换信息，在形状上与漏极波形几乎相同。

图1.10W 离线电源符合 FCC 辐射要求，无需滤波器组件。

Q1、Q2和相关元件提供自举偏置电源，一旦T1开始向Q1供电，启动晶体管Q2就会关断。Q2发射极处的电阻串提供各种“内务管理”偏置电位。LT1533 的内部 1A 电流限值太高，无法实现有效的过流保护。相反，电流通过 LT0 发射极引脚 （E） 上的 8.1533Ω 分流器进行检测。C1监控该点，当超过电流限值时变为低电平。这拉动了 VC引脚低，并加速电压转换速率，从而实现快速限制，同时最大限度地减少瞬时FET应力。长时间的短路条件会导致C2变低，使电路进入关断状态。一旦发生这种情况，C1–C2环路就会以受控方式振荡，每秒左右采样电流约一毫秒。此操作形成功率限制，防止FET发热并消除散热器要求。

性能特点

图2显示了电源的波形。走线 A 是一个 FET 源;迹线B和C分别是其栅极和漏极波形。场效应管电流为迹线D。级联驱动保持波形保真度，即使 LT1533 严格调节电压和电流转换速率也是如此。离线电源波形的典型宽带谐波活动完全不存在。T1（中央屏幕，迹线C）的电力输送尤其值得注意。波形控制平稳，无高频成分。

图2.其中一个电源FET的波形显示没有宽带谐波活动。LT1533 提供了对电压和电流转换的连续控制。结果是 FET 源 （A）、栅极 （B） 和漏极 （C） 的波形得到平滑控制。场效应管电流为迹线 D。

图3为30MHz宽频谱图，显示电路辐射远低于FCC要求。该数据是在没有输入滤波LC元件和标称非最佳布局的情况下获取的。

图3.30MHz宽频谱图显示电路辐射远低于FCC要求，尽管缺乏传统的滤波器元件。

输出噪声由基波纹波残余物组成，基本上没有宽带成分。通常，低频纹波低于50mV。如果需要额外的纹波衰减，则100μH–100μF LC部分允许<100μV输出噪声。图4显示了100MHz带通中的情况。纹波和噪声非常低，示波器甚至需要一个40dB的低噪声前置放大器来注册显示器（见脚注1）。

图4.低于100μV （100MHz测量带宽）的电源输出噪声可通过额外的输出LC部分获得。如果没有LC部分，宽带谐波仍然存在，尽管基波纹波为50mV。

审核编辑：郭婷