POL调节器中的输入纹波和噪声的来源是什么?
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POL调节器共享一个DC输入电源时,最好是调节每个器件的时钟相位偏移,使得各器件的上升边缘并不一致。为了实现相位展开,所有转换器都必需根据相同的开关时钟进行同步。
在相位展开电源中,并行调节器在特定的相位角度开关。这些角度均匀地分布,因而可最大限度地消除纹波电流,针对输入电容器RMS电流ICi,RMS的通用公式近似这样:
在上述公式(8)中:m=floor(ND),floor函数传回低于或等于输入数值ND的最大整数,N是有效相位的数目。
图8. 常规化RMS输入纹波电流对比占空比
图8显示在负载电流上的正常化输入纹波电流RMS数值对比具有不同有效相位数目的占空比。
从公式7和公式8看出,输入纹波电流的消除与相位和占空比的数目相关,增加更多相位通常可实现更大的纹波削减。电容器ESR使得大纹波电流将会在输入电容器中引起很高的功耗,也会缩短电容器的使用寿命。除了减小输入RMS电流,交错也会减小峰-峰电流。
输入电容器的开关电流通常是高频噪声的主要来源,通过降低开关电流幅度可以降低电流转换速率,同时可为高边MOSFET提供AC电流,从而减小噪声。输入纹波的频率也高于单相运作的频率。较高的频率可以减小输入滤波器的体积和成本。
公式8定义了通过相位展开将纹波电压幅度降低至可接受水平所需的输入电容。
在下面公式(9)中,ΔVi,pp 是输入电容所贡献的可接受输入电压纹波,这是滤除大部分脉冲电流的输入电容。
从公式(9)可看出,相位展开可以大幅减小输入电容需求。
根据下面公式(10)可以估算出输入电容器件ESRi 的 ESR所引起的输入电压纹波。
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