EMI及PCB设计与开关频率详解

时间:2022-03-13作者:佚名

电源模块发展至今,工程师们都着眼于如何将模块做得更为小型化,轻量化,其实大家都明白可以通过提升开关频率来提高产品的功率密度。但为什么迄今为止模块的体积没有变化太大?是什么限制了开关频率的提升呢?

开关电源产品在市场的应用主导下,日趋要求小型、轻量、高效率、低辐射、低成本等特点满足各种电子终端设备,为了满足现在电子终端设备的便携式,必须使开关电源体积小、重量轻的特点,因此,提高开关电源的工作频率,成为设计者越来越关注的问题,然而制约开关电源频率提升的因素是什么呢?其实主要包括三方面,开关管、变压器和EMI及PCB设计。

一、开关管与开关频率

开关管作为开关电源模块的核心器件,其开关速度与开关损耗直接影响了开关频率的极限,下文为大家大概分析一下。

1、开关速度

MOS管的损耗由开关损耗和驱动损耗组成,如图1所示:开通延迟时间td(on)、上升时间tr、关断延迟时间td(off)、下降时间tf。

图1 MOS管开关示意图

以FAIRCHILD公司的MOS为例,如图2所示:FDD8880开关时间特性表。

图2 FDD8880开关时间特性表

对于这个MOS管,它的极限开关频率为:fs=1/(td(on) tr td(off) tf) Hz=1/(8ns 91ns 38ns 32ns) =5.9MHz,在实际设计中,由于控制开关占空比实现调压,所以开关管的导通与截止不可能瞬间完成,即开关的实际极限开关频率远小于5.9MHz,所以开关管本身的开关速度限制了开关频率提高。

2、开关损耗

开关导通时对应的波形图如图3(A),开关截止时对应的波形图如图3(B),可以看到开关管每次导通、截止时开关管VDS电压和流过开关管的电流ID存在交叠的时间(图中黄色阴影位置),从而造成损耗P1,那么在开关频率fs工作状态下总损耗PS=P1 *fs,即开关频率提高时,开关导通与截止的次数越多,损耗也越大,如下图3所示。

相关阅读

桥梁灯光亮化设计,让夜晚成为一道美丽的风景线

近些年桥梁景观和灯光设计充足的运用到了一起,并且还变成了许多 城市的一些必要性的标志,另外 桥梁灯光亮化设计 也变成考量一个城市在整体规划水准的一个重要规范,在城市化...
2022-10-08
桥梁灯光亮化设计,让夜晚成为一道美丽的风景线

亮化工程公司存在的价值都有哪些?

在户外景观照明行业中,许多业主为了节约成本,并不将项目委托给 亮化工程公司 ,而是自行采购灯具,找施工队安装,然后再找物业或工程公司进行维修,真的省钱吗?其实省钱并...
2022-09-03
亮化工程公司存在的价值都有哪些?

直流正接与直流反接对焊接的影响

一、概述 直流正接与直流反接是焊接系统安装使用时,最为常见的问题之一。而这一问题,通常又被称作焊接电流的极性问题。以熔化极气体保护焊接工艺为例,焊机的正、负极输出端,与...
2026-04-26
直流正接与直流反接对焊接的影响

亮化设计和灯光照明之间的关系是什么?你知道吗?

随着高科技水平的持续发展趋势,亮化照明的设计点亮了城市的美丽风景。在 亮化设计 上,主照明、辅助照明和装饰照明尽量紧密结合,融合建筑的特点。根据亮化设计,建筑可以在...
2022-08-09
亮化设计和灯光照明之间的关系是什么?你知道吗?

建筑照明中不同形式的照明设计来体现

各种建筑物的形式不同、文化不同、时代不同,给人的艺术感受也不同。 古今中外建筑,尽管在形式处理方面有极大的差别,但凡属优秀作品,必然遵循一个共同的准则——多样性统一...
2022-07-15

热销商品

拷边机 包缝机内六角上针匙 开刀 上针内6角螺丝刀扳手 1.5 1.6

拷边机(包缝机)专用内六角上针匙及开刀工具,适用于精确调整机针位置与维护设备。配备1.5mm与1.6mm两种规格的内六角螺丝刀扳手,专为紧固或拆卸上针螺丝设计,确保机针安...
1.65

暗装开关插座面板单开双控一开五孔二三极USB快充肤感超薄家用4开

暗装开关插座面板,简约设计,完美融入家居环境。单开双控,轻松实现远程控制,方便实用。一开五孔,满足多种电器插孔需求;二三极USB快充,快速充电,高效便捷。超薄设计,节省空...
1.2

领普E3S/E5配套插座面板86型暗装插座多孔五孔空调无边框家用

领普E3S/E5配套插座面板86型暗装插座多孔五孔空调无边框家用,是一款专为现代家庭设计的多功能插座。该款插座采用86型设计,易于安装和适配各种家用电器,无论是台灯、...
11.9

不锈钢加厚镊子维修工具夹子圆头弯头防滑带齿止血烧烤夹茶杯水草

不锈钢加厚镊子维修工具夹子圆头弯头防滑带齿止血烧烤夹茶杯水草 这款不锈钢加厚镊子维修工具夹子是设计用于各种专业场合的多功能工具。它拥有一个厚实的手柄,确...
0.8

三色变光led筒灯2.5寸3W5瓦开孔6 7.5 8公分家用客厅嵌入式天花灯

三色变光LED筒灯,2.5寸精巧设计,功率可选3W/5W,适用于开孔直径6.7–8公分的家用嵌入式安装。采用高亮LED光源,支持暖光、自然光、白光三色切换,满足不同场景氛围需求。...
7.2

网站栏目