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為什么有時候磁珠會使電源的紋波變大

2023-05-05 21:38 作者:小魚教你模數電  | 我要投稿

電路設計時,我們常常在芯片電源的輸入放一個磁珠和電容,用以濾除電源上的高頻噪聲。

但是有時候會發(fā)現,加了磁珠后,芯片電源輸入處紋波竟然變大了,超出了電源紋波范圍,導致芯片工作異常。

把磁珠換成0R電阻后又沒有這種問題。

為了弄清這個問題,我們看一下磁珠的等效電路,它等效為電阻電容和電感的并聯,Rdc是直流電阻,一般很小。

我們看到它的阻抗曲線,當頻率比較低的時候,磁珠的阻抗主要由感抗決定,磁珠呈感性,相當于一個電感,這個電感感值一般在幾百nH。

而頻率比較高時,阻抗由電阻決定。

我們再看到前面芯片電源輸入的電路,頻率比較低時我們把磁珠可以等效成一個電感。

大家有沒有發(fā)現,其實這就是一個LC低通濾波電路。

而LC低通濾波電路的增益曲線是這樣的

這個冒出來的點對應的頻率為電感和電容的諧振頻率,為1/2Π根號(LC),如果輸入為諧振頻率點附近的信號,那么這個LC電路會把這個信號放大,理論上諧振頻率處的放大倍數為無窮大。

假設磁珠在頻率比較低時感值為800nH,后面加的電容為100nF,那么我么可以計算出,這個電路的諧振頻率為580KHZ。

如果我們前級的電源是BUCK電源提供的的,電源的開關頻率正好落在諧振頻率附近,那么輸出電壓的紋波經過磁珠到芯片電源輸入處就會被放大。

也就是我們前面講到到的電源經過磁珠后紋波變大的現象。

要解決這種問題其實也很簡單,只需要把磁珠和電容的諧振頻率點與電源的開關頻率錯開就可以了。

我們一般把后面的這個電容變大一點,比如從100nF變成10uF就可以讓諧振頻率變成57KHZ,從而可以和電源開關信號的頻率錯開,避免產生諧振。


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