阻尼輸入濾波器系列之第二部分

輸入濾波器設(shè)計(jì)通常以根據(jù)紋波電流額定值或保持要求選擇輸入電容（圖 1 所示 CO）開始的。第二步通常包括根據(jù)系統(tǒng)的 EMI 要求選擇電感 (LO)。正如我們上個月討論的那樣，在諧振附近，這兩個組件的源極阻抗會非常高，從而導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。圖 1 描述了一種控制這種阻抗的方法，其將串聯(lián)電阻 (RD) 和電容 (CD) 與輸入濾波器并聯(lián)放置。利用一個跨接 CO 的電阻，可以阻尼濾波器。但是，在大多數(shù)情況下，這樣做會導(dǎo)致功率損耗過高。另一種方法是在濾波器電感的兩端添加一個串聯(lián)連接的電感和電阻。

選擇阻尼電阻

有趣的是，一旦選擇了四個其他電路組件，那么就會有一個阻尼電阻的最佳選擇。圖 2 顯示的是不同阻尼電阻情況下這類濾波器的輸出阻抗。紅色曲線表示過大的阻尼電阻。請思考一下極端的情況，如果阻尼電阻器開啟，那么峰值可能會非常的高，且僅由 CO 和 LO 來設(shè)定。藍(lán)色曲線表示阻尼電阻過低。如果電阻被短路，則諧振可由兩個電容和電感的并聯(lián)組合共同設(shè)置。綠色曲線代表最佳阻尼值。利用一些包含閉型解的計(jì)算方法（見參考文獻(xiàn) 1）就可以很輕松地得到該值。

圖 2 在給定 CD-CO 比的情況下，有一個最佳阻尼電阻

選擇組件

在選擇阻尼組件時，圖 3 非常有用。該圖是通過使用 RD Middlebrook 建立的閉型解得到的。橫坐標(biāo)為阻尼濾波器輸出阻抗與未阻尼濾波器典型阻抗 (ZO = (LO/CO)1/2) 的比。縱坐標(biāo)值有兩個：阻尼電容與濾波器電容 (N) 的比；以及阻尼電阻同該典型阻抗的比。利用該圖，首先根據(jù)電路要求來選擇 LO 和 CO，從而得到 ZO。隨后，將最小電源輸入阻抗除以二，得到您的最大輸入濾波器源極阻抗 (6dB)。

最小電源輸入阻抗等于 Vinmin2/Pmax。只需讀取阻尼電容與濾波器電容的比以及阻尼電阻與典型阻抗的比, 您便可以計(jì)算得到一個橫坐標(biāo)值。例如，一個具有 10µH 電感和 10µH 電容的濾波器具有 Zo = (10µH/10 µF)1/2 = 1 Ohm 的典型阻抗。如果它正對一個 12V 最小輸入的 12W 電源進(jìn)行濾波，那么該電源輸入阻抗將為 Z = V2/P = 122/12 = 12 Ohms。這樣，最大源極阻抗應(yīng)等于該值的二分之一，也即 6 Ohms?，F(xiàn)在，在 6/1 = 6 的 X 軸上輸入該圖，那么，CD/CO = 0.1，即 1 µF，同時 RD/ZO = 3，也即 3 Ohms。

在“電源設(shè)計(jì)小貼士 5”中，我們將討論降壓—升壓電源中降壓控制器的使用。

參考文獻(xiàn)

1、《防止開關(guān)模式調(diào)節(jié)器中輸入濾波器發(fā)生振蕩的設(shè)計(jì)技巧》，作者：R.D.Middlebrook，Proceedings Powercon 5，1978 年。