Silent Switcher技術(shù)解決電磁干擾,提高效率
發(fā)布時(shí)間:2020-08-21 責(zé)任編輯:lina
【導(dǎo)讀】自1844年以來(lái),降低電子電路中的噪音一直是設(shè)計(jì)師們面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)。1844年,摩爾斯在華盛頓的國(guó)會(huì)大廈里,操作電報(bào)機(jī)發(fā)出了世界上第一封電報(bào),內(nèi)容是:上帝創(chuàng)造了何等的奇跡(來(lái)自《圣經(jīng)》)。從那時(shí)起,電路中的繼電器產(chǎn)生的靜電噪音或其他外部干擾,就從來(lái)沒(méi)有離開(kāi)過(guò)電子科學(xué)。
自1844年以來(lái),降低電子電路中的噪音一直是設(shè)計(jì)師們面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)。1844年,摩爾斯在華盛頓的國(guó)會(huì)大廈里,操作電報(bào)機(jī)發(fā)出了世界上第一封電報(bào),內(nèi)容是:上帝創(chuàng)造了何等的奇跡(來(lái)自《圣經(jīng)》)。從那時(shí)起,電路中的繼電器產(chǎn)生的靜電噪音或其他外部干擾,就從來(lái)沒(méi)有離開(kāi)過(guò)電子科學(xué)。
莫爾斯的系統(tǒng)是機(jī)電式的,用變壓器來(lái)做繼電器,把密碼傳送到很遠(yuǎn)的地方。全電子放大器(真空管)在70年后得到了完善,但由于內(nèi)部發(fā)熱元件,它們天生就有噪音。半導(dǎo)體的發(fā)展(沒(méi)有明顯的熱量產(chǎn)生)受到通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的歡迎。具有諷刺意味的是,隨著半導(dǎo)體的發(fā)展,放置在其上的印刷電路板產(chǎn)生了新的噪聲源,因?yàn)樵陔娐钒迳系母鱾€(gè)部件之間傳送快速信號(hào)的金屬連接可以看做是小天線,它們產(chǎn)生一種稱為電磁干擾(EMI)的噪聲。在電路中,電磁干擾是一個(gè)特別令人沮喪的問(wèn)題,使得元件需要的電壓比提供給電路板的電壓要低。使用“無(wú)源”部件(那些不需要電源)的下拉式方法會(huì)令系統(tǒng)效率不高,尤其是在電池供電的系統(tǒng)中。早期電源也會(huì)產(chǎn)生大量熱量,這意味著需要通風(fēng)口或風(fēng)扇(通常兩者都有)
1958年“開(kāi)關(guān)電源”的發(fā)明帶來(lái)了半導(dǎo)體產(chǎn)品有源電源的革命。后來(lái),正如在一篇關(guān)于計(jì)算硬件的IEEE論文中所指出的,史蒂夫·喬布斯在20世紀(jì)70年代為他的蘋(píng)果II選擇了一種開(kāi)關(guān)電源,因?yàn)樗?ldquo;開(kāi)關(guān)電源……數(shù)千次的開(kāi)關(guān);這使得它存儲(chǔ)電力的時(shí)間短得多,因此釋放的熱量更少。”正如ADI Tony Armstrong在其論文中指出的,靜音開(kāi)關(guān)設(shè)備安靜、簡(jiǎn)單,是最有效的,開(kāi)關(guān)電源必須以更快的速度運(yùn)行——每秒開(kāi)關(guān)大約200萬(wàn)次。不過(guò)在這種速度下,會(huì)產(chǎn)生電磁干擾。托尼寫(xiě)道:“過(guò)濾器和屏蔽也可以使用,但這在外部元件和電路板面積方面成本更高。”
Silent Switcher解決這一問(wèn)題
目前,模擬器件已經(jīng)足夠可以制造一體式的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器。即使面臨上述挑戰(zhàn),ADI的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器仍然非常高效,產(chǎn)生的電磁干擾也比其他單芯片解決方案低得多。幾年前,ADI宣布了一種新型的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器,叫做Silent Switcher。與傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)器相比,Silent Switcher開(kāi)關(guān)線路在高開(kāi)關(guān)頻率下同時(shí)實(shí)現(xiàn)了低電磁干擾和高效率。
他們?nèi)绾螠p少電磁干擾(EMI是電源設(shè)計(jì)師的禍根)是如此的聰明,我只需要展示一下他們是如何做到的。你需要知道的是磁場(chǎng)是有方向的(由于所謂的“右手法則”。)通過(guò)將輸入信號(hào)放在芯片的另一側(cè),磁場(chǎng)方向相反,因此它們可以相互抵消。
大大降低了各開(kāi)關(guān)的相對(duì)磁場(chǎng)干擾圖
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