Pienten modulaaristen DC/DC-muuntimien käyttö jännitetason kohinan minimointiin

Kirjoittaja Bill Schweber

Julkaisija Digi-Keyn kirjoittajat Pohjois-Amerikassa

Kohina on luontaista ja yleensä väistämätön tekijä lähes kaikessa järjestelmäsuunnittelussa. Osa kohinasta on peräisin ulkoisista lähteistä eikä ole suoraan piirisuunnittelijan hallinnassa, mutta osa taas syntyy itse piirissä. Monissa tapauksissa on ratkaisevan tärkeää, että suunnittelija minimoi kohinalähteet – erityisesti jännitetasojen kohinan – sillä se voi vaikuttaa herkkiin analogisiin ja digitaalisiin piireihin.

Seurauksena voi parhaimmillaan olla virtapiirin epätasainen suorituskyky, heikentynyt resoluutio ja tarkkuus sekä korkeampi bittivirhesuhde (BER). Pahimmillaan se voi aiheuttaa järjestelmän täydellisen toimintahäiriön tai usein toistuvia tai ajoittaisia suorituskykyongelmia, joita molempia on vaikea jäljittää.

DC/DC-hakkuriregulaattoreissa ja niiden lähtöjännitetasoissa on kaksi merkittävää kohinaa aiheuttavaa tekijää: aaltoilu ja säteilevä kohina. Piirissä syntyvän kohinan on noudatettava sähkömagneettista yhteensopivuutta (EMC) koskevia määräyksiä, ja sen on oltava eri taajuuskaistoille määriteltyjen arvojen alapuolella.

Suunnittelijoiden haasteena on ymmärtää sisäisesti syntyvää kohinaa ja sen alkuperää ja joko ”suunnitella se pois” tai vähentää sen vaikutuksia muulla tavoin. Tässä artikkelissa käsitellään vaihtoehtoja regulaattoreiden kohinan minimointiin ja käytetään esimerkkinä Monolithic Power Systems, Inc. -yrityksen DC/DC-regulaattoreita.

Aloita kohinan lähteestä ja tyypistä

Helpoimmin havaittava ja suoraan virtapiirin suorituskykyyn vaikuttava kohina on aaltoilua kytkentätaajuudella. Tämä aaltoilu on tyypillisesti 10–20 millivoltin (mV) luokkaa (kuva 1). Vaikka se ei ole luonteeltaan satunnaista, se on silti kohinaa ja vaikuttaa järjestelmän suorituskykyyn. Tällaisen aaltoilun millivolttitaso ei yleensä ole ongelma korkeampaa vähintään 5 voltin jännitetasoa käyttävissä digitaalisissa mikropiireissä, mutta se voi aiheuttaa ongelmia alhaisempaa alle 3 voltin jännitetasoa käyttävissä digitaalisissa piireissä. Jännitetasojen aaltoilu on merkittävä ongelma myös tarkoissa analogisissa piireissä ja komponenteissa. Tämän vuoksi näiden laitteille spesifioitu PSRR (power supply rejection ratio, virtalähteen hylkäyssuhde) -arvo on erittäin tärkeä.

Kaavio: Aaltoilu DC-jännitetasossaKuva 1: Regulaattorin hakkuritoiminnasta johtuva DC-jännitetason aaltoilu voi vaikuttaa piirin perussuorituskykyyn tai tarkkuustuloksiin. (Kuvan lähde: Monolithic Power Systems, Inc)

DC/DC-regulaattorin hakkuritoiminta voi myös säteillä radiotaajuista (RF) kohinaa. Vaikka millivolttien aaltoilu olisi siedettävää DC-jännitetasossa, ongelmana saattaa olla myös sähkömagneettiseen yhteensopivuuteen (EMC) vaikuttavat sähkömagneettiset emissiot. Tämän kohinan perustaajuus vaihtelee tunnetusti muutamasta kilohertsistä useisiin megahertseihin (MHz) hakkurimuuntimesta riippuen ja kohina sisältää myös monia harmonisia yliaaltoja.

Yleisimmin mainitut EMC-sääntelystandardit ovat CISPR 22 ja CISPR 32 ”Tietotekniikkalaitteet – Radiohäiriöiden ominaisuudet – Rajat ja mittausmenetelmät” (CISPR tarkoittaa ”Comité International Spécial des Perturbations Radioélectriques”). Käytössä on myös eurooppalainen standardi EN 55022, joka on johdettu pääasiassa CISPR 22 -tuotestandardista ja jonka testit tehdään tarkoin määritellyissä olosuhteissa.

Useimmat Euroopan yhteisön jäsenvaltiot käyttävät CISPR 22 -standardia. Vaikka Yhdysvaltojen Federal Communications Commissionin (FCC) osa 15 ja CISPR 22 ovatkin suhteellisen yhdenmukaisia, niissä on joitain eroja. CISPR 22/EN 55022 on ”sulautettu” CISPR 32/EN 55032 -standardiin. Se on uusi multimedialaitteiden tuotevalikoimastandardi, joka toimii EMC-direktiivin mukaisena yhdenmukaistettuna standardina.

Ensisijaisesti asuinympäristössä käytettäväksi tarkoitettujen laitteiden on täytettävä luokan B raja-arvot, ja kaikkien muiden laitteiden on oltava luokan A mukaisia (kuva 2). Pohjois-Amerikan markkinoille suunniteltujen tuotteiden on täytettävä FCC:n osan 15 alaluvun B kohdassa 15.109 ei-tarkoituksellisille säteilylähteille asetetut rajat. Vaikka DC-regulaattorista säteilevä sähköinen kohina ei siis vaikuttaisi haitallisesti itse tuotteeseen, kohina voi silti olla luvattoman suurta eri sääntelymääräysten kannalta.

Kaavio: CISPR 32/EN 55032 määrittelee emissioraja-arvot taajuuden suhteenKuva 2: Tämä on yksi monista CISPR 32/EN 55032 -standardissa esitetyistä kaavioista, jossa määritellään emissioraja-arvot suhteessa taajuuteen eri kuluttajatuoteluokille. (Kuvan lähde: Academy of EMC, ”EMC Standards”)

EMC-ongelmien korjaaminen on monimutkainen aihe, eikä siihen ole yksinkertaista ratkaisua. Näiden emissioiden mittaaminen ja sallitut raja-arvot riippuvat muun muassa piirin toimintataajuudesta, etäisyydestä, tehotasosta ja sovellusluokasta. Näistä syistä on järkevää tutustua moniin teknisiin resursseihin ja ehkä jopa ottaa yhteyttä konsultteihin, jotka voivat tarjota opastusta ja asiantuntemusta.

Suunnittelijoilla on kuitenkin kolme perusstrategiaa kohinan minimointiin, jotta vältetään piirin suorituskykyyn liittyvät ongelmat ja noudatetaan asianmukaisia kohinamääräyksiä:

  • Käytä alhaisen jännitehäviön regulaattoria (LDO).
  • Lisää hakkuriregulaattoriin ulkoinen suodatus, jotta kuorman DC-jännitetasoissa näkemä kohina vähenee.
  • Valitse hakkuriregulaattorimoduuli, joka sisältää komponentteja, kuten induktoreita tai kondensaattoreita, jotka sijaitsevat varsinaisen regulaattorimikropiirin ulkopuolella. Näin moduuli on tarjoaa kohinaltaan varmasti alhaiset jännitetasot, joten ulkoista suodatusta tarvitaan vain vähän tai ei lainkaan.

Aloita alhaisen jännitehäviön regulaattorilla (LDO)

Koska LDO-arkkitehtuuri ei sisällä kelloa eikä hakkuria, sen EMC-kohina on luonnostaan vähäistä eikä lähtöjännitetason aaltoilua esiinny. Vuosittain käytetään satoja miljoonia LDO-regulaattoreita. Se voi olla tehokas ratkaisu sopivassa ympäristössä.

Esimerkiksi Monolithic Power Systems MP20075 LDO-regulaattori on suunnattu erityisesti DDR (Double Data Rate) 2/3/3L/4 SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory) -muistin aktiivisiin väyläliitäntöihin (kuva 3). Tämä LDO-regulaattori on sijoitettu 8-napaiseen MSOP-koteloon, ja se voi ottaa vastaan ja syöttää jopa 3 ampeeria (A) käyttäjän asettamalla jännitteellä 1,05–3,6 volttia. Sen ominaisuuksiin kuuluu tarkka VREF/2-seurantajännite tarkkaa liitäntää varten.

Kuva: Monolithic Power Systems MP20075 LDO-regulaattori voi ottaa vastaan tai syöttää jopa 3 A:n tehon (suurenna klikkaamalla)Kuva 3: MP20075 LDO-regulaattori voi ottaa vastaan tai syöttää jopa 3 A:n tehon, ja se on optimoitu erilaisten DDR SRAM -luokkien liitäntätarpeisiin. (Kuvan lähde: Monolithic Power Systems)

MP20075-piirin integroitu jakaja seuraa referenssijännitettä (REF) ja varmistaa tarkat VTT- ja VTTREF-lähtöjännitteet, kun taas Kelvin-mittauksen avulla saavutetaan ±30 mV:n tarkkuus VTT:n ja ±18 mV:n tarkkuus VTTREF:n osalta. Kuten useimpien LDO-regulaattoreiden kohdalla, pelkästään analoginen suljetun silmukan topologia tuottaa erittäin nopean, vain muutaman mikrosekunnin suuruisen vasteen lähtökuormituksen transientteihin (kuva 4). Tällainen transienttivaste on usein kriittistä erittäin nopeissa piireissä, kuten DDR SRAM -liitännöissä, joita varten tämä LDO-regulaattori on suunniteltu.

Kaavio: LDO-regulaattorin rakenne käyttää analogista suljettua silmukkaa (suurenna klikkaamalla).Kuva 4: LDO-regulaattorin rakenne käyttää analogista suljettua silmukkaa ja mahdollistaa sen erittäin nopean reagoinnin kuormituksen transienttivaatimuksiin. Tällainen suorituskyky on välttämätöntä sellaisissa sovelluksissa kuten DDR SRAM -liitännässä. (Kuvan lähde: Monolithic Power Systems)

LDO-regulaattorilla on rajoituksia luonnostaan alhaisesta kohinatasosta ja helppokäyttöisyydestä huolimatta. Ensinnäkin se on paljon tehottomampi kuin hakkuriregulaattori, mikä puolestaan tuo kaksi ilmeistä ongelmaa: siitä haihtuva lämpö lisää järjestelmän lämpökuormaa, ja alhaisempi hyötysuhde vaikuttaa akkukäyttöisten kannettavien laitteiden käyttöaikaan. Näistä syistä LDO-regulaattoreita käytetään yleisimmin enintään noin 1–3 A:n lähtövirroille (kuten MP20075 osoittaa), koska ”hyötysuhdehaitasta” tulee usein liian suuri tämän arvon yläpuolella.

LDO-regulaattoreilla on toinenkin luontainen rajoitus: ne pystyvät vain alentamaan jännitettä (buck) eivätkä ne voi korottaa tulon reguloimatonta DC-syöttöä sen nimellisarvon yläpuolelle. Jos tarvitaan lähtöä jännitteenkorotuksella (boost), LDO on suljettu automaattisesti pois DC/DC-regulaattorivaihtoehtona.

Asettelun hienosäätö, suodatuksen lisääminen

Kun käytetään hakkuriregulaattoria, oli kyseessä sitten toiminta jännitteenkorotus- tai jännitteenalennustilassa, sen hakkuritoiminta on luontainen ja väistämätön kohinan aiheuttaja. Ylimääräisen lähtösuodatuksen lisääminen on helpompaa, kun regulaattori toimii kiinteällä taajuudella. Ajatellaanpa 5,5 voltin ja 6 A:n synkronista jännitteenalennukseen käytettävää hakkuriregulaattoria MP2145. Se on sijoitettu 12-napaiseen, 2 × 3 millimetrin (mm) QFN-koteloon, joka sisältää integroidut 20 milliohmin (mΩ) ja 12 mΩ:n MOSFET-transistorit (kuva 5).

Kaavio: Monolithic Power Systems MP2145 on 5,5 voltin, 6 A:n synkroninen hakkuriregulaattori jännitteenalennukseenKuva 5: 5,5 voltin ja 6 A:n synkroninen jännitteenalennukseen käytettävä hakkuriregulaattori MP2145 sisältää integroidut 20 mΩ:n ja 12 mΩ:n MOSFET-transistorit 2 × 3 mm:n QFN-kotelossa. (Kuvan lähde: Monolithic Power Systems)

MP2145:n kaltainen synkroninen jännitteenalennusmuunnin koostuu tulokondensaattorista CIN, kahdesta kytkimestä (S1 ja S2) ja niiden runkodiodeista, energiantallennukseen käytettävästä tehoinduktorista (L) ja lähtökondensaattoreista (COUT). Lähtökondensaattorit (COUT) on sijoitettu lähtöön tasaamaan lähtöjännite tasapainotilassa. Ne muodostavat ensimmäisen vaiheen suodattimen ja vähentävät lähtöjännitteen aaltoilua tarjoamalla alhaisen impedanssin reitin, jonka kautta korkeataajuiset jännitekomponentit voivat palata maahan.Tällainen shunttilähtökondensaattori voi käytännössä vähentää lähtöjännitteen aaltoilun arvoon 1 mV.

Jos lähtöjännitteen aaltoilusta halutaan pienempää, tarvitaan toisen vaiheen lähtösuodatin, jossa ensimmäisen vaiheen lähtökondensaattorien perään on asetettu LC-suodatin (induktori-kondensaattori) (kuva 6). Suodatusinduktori (Lf) on resistiivinen sille tarkoitetulla korkeataajuusalueella ja poistaa kohinaenergiaa lämmön muodossa. Induktori muodostaa yhdessä ylimääräisten shunttikondensaattoreiden kanssa alipäästöisen LC-suodatinverkon.

Kaavio: Monolithic Power Systems MP2145 -hakkuriregulaattoriKuva 6: Toisen vaiheen LC-suodattimen lisääminen MP2145:n kaltaisen hakkuriregulaattorin lähtöön voi vähentää lähdön aaltoilua. (Kuvan lähde: Monolithic Power Systems)

Valmistajan teknisissä tiedoissa ja sovellusohjeissa tarjotaan yhtälöt ja ohjeet kyseisen suodattimen induktori-, kondensaattori- ja vaimennusvastuskomponenttien mitoitukseen. Niissä määritetään myös kriittiset sekundääriparametrit, kuten induktorin suurin tasavirtavastus (DCR) ja kyllästysvirta sekä kondensaattorin suurin vastaava sarjavastus (ESR). Tyypilliset induktanssiarvot vaihtelevat 0,22–1 mikrohenrin (µH) välillä.

Myös näiden komponenttien asettelu on ratkaisevan tärkeää mahdollisimman hyvän suorituskyvyn saavuttamiseksi. Huonosti suunniteltu asettelu voi johtaa linjan ja kuorman heikkoon regulointiin, lisääntyneeseen aaltoiluun ja muihin stabiiliusongelmiin. MP2145:n tulokondensaattori (Cin) on sijoitettava mahdollisimman lähelle mikropiirin nastoja (kuva 7).

Kaavio: Monolithic Power Systems MP2145:n tulokondensaattori (suurenna klikkaamalla)Kuva 7: MP2145:n tulokondensaattorin (Cin tässä oikealla alhaalla; ja C1 kuvan 5 kaaviossa) tulisi olla mahdollisimman lähellä nastaa 8 (tulojännitenasta) ja nastoja 10/11/12 (tulojännitteen GND-nastat). (Kuvan lähde: Monolithic Power Systems)

Moduulit tarjoavat varman suorituskyvyn

Moduulit vievät DC/DC-regulaattorien toteutuksen järjestelmäintegraatiossa seuraavalle tasolle. Tällöin ne minimoivat tai poistavat ulkoisten komponenttien valintaan ja sijoitteluun liittyvät kysymykset ja tarjoavat taatut spesifikaatiot. Moduulit sisältävät lisäkomponentteja, ennen kaikkea perinteisen, hieman hankalan ulkoisen induktorin. Näin ollen ne vähentävät passiivisten komponenttien mitoitukseen, sijoitteluun ja suuntaukseen liittyviä haasteita, jotka kaikki vaikuttavat aaltoilu- ja EMC-suorituskykyyn.

Esimerkiksi MPM3833C on jännitteenalennusmoduuli, jossa on sisäänrakennetut MOSFET-tehotransistorit ja induktori ja joka tarjoaa jopa 3 A:n jatkuvan lähtövirran 2,75–6 voltin tulojännitteestä sekä erinomaisen kuorman ja linjan reguloinnin (kuva 8). Suunnittelun viimeistelyyn tarvitaan vain takaisinkytkentävastukset, tulokondensaattorit ja lähtökondensaattorit. Induktori, joka on yleensä vaikein ulkoinen komponentti määritellä ja sijoittaa, sijaitsee moduulin sisällä eikä näin aiheuta sijoitteluun liittyviä ongelmia sähkömagneettisten häiriöiden (EMI) ja aaltoilun minimoinnissa.

Kaavio: Monolithic Power Systems MPM3833C -DC/DC-moduuliKuva 8: DC/DC-moduulin MPM3833C suunnittelu- ja suorituskykyspesifikaatiot sisältävät huomioon potentiaalisesti ongelmallisen induktorin. (Kuvan lähde: Monolithic Power Systems)

Tämä moduuli on sijoitettu erittäin pieneen QFN-18 (2,5 mm × 3,5 mm × 1,6 mm × mm) -koteloon ja sen aaltoilujännite on 5 mV (tyypillinen). Sen alhainen säteilyemissiotaso (EMI) on EN55022-luokan B-standardin mukainen. Kuvassa 9 se on esitetty kun VIN = 5 volttia, VOUT = 1,2 volttia, IOUT = 3 A ja CO = 22 pikofaradia (pF) lämpötilassa 25 °C.

Kaavio: Monolithic Power Systems MPM3833C -DC/DC-moduuli (suurenna klikkaamalla)Kuva 9: MPM3833C-DC/DC-moduulin teknisistä tiedosta käy ilmi, että se täyttää helposti säteilyemissioita koskevan EN55022-luokan B-standardin. (Kuvan lähde: Monolithic Power Systems)

Nykyaikaisilla mikrokotelotekniikoilla moduulin kokonaiskoko on vain hieman suurempi tai korkeampi kuin sisäisen sirun. Matala profiili onkin yhä tärkeämpi parametri. Tarkastelkaamme MPM3650-moduulia, joka on täysin integroitu 1,2 MHz:n synkroninen tasasuunnattu jännitteenalennusmoduuli sisäisellä induktorilla (kuva 10). Se tarjoaa jopa 6 A:n jatkuvan lähtövirran 0,6–1,8 voltin lähdöille ja jopa 5 A yli 1,8 voltin lähdöille laajalla 2,75–17 voltin tuloalueella ja erinomaisella kuorman ja linjan reguloinnilla. Sisäisten MOSFET-transistorien ja upotetun induktorin kanssa QFN-24-kotelon mitat ovat vain 4 mm × 6 mm × 1,6 mm.

Kaavio: Monolithic Power Systems MPM3650 -moduuli, jossa on integroitu induktori.Kuva 10: Integroitua induktoria käyttävä MPM3650-moduuli tarjoaa jopa 6 A enintään 1,8 voltin jännitteellä ja 5 A yli 1,8 voltin jännitteellä 4 mm × 6 mm × 1,6 mm kokoisessa kotelossa. (Kuvan lähde: Monolithic Power Systems)

Toinen modulaarisen lähestymistavan etu on, että aaltoilukohina on hyvin hallittu noin 20 mV ilman kuormaa ja laskee täydellä 6 A:n kuormalla arvoon noin 5 mV (kuva 11). Tämä tarkoittaa, että monissa tapauksissa ei tarvita lainkaan ulkoista lisäsuodatusta, mikä yksinkertaistaa suunnittelua, pienentää tilantarvetta ja supistaa osaluetteloa (BOM).

Kaavio: Monolithic MPM3650-moduulin aaltoilukohina (suurenna klikkaamalla).Kuva 11: MPM3650-moduulin aaltoilukohinaksi on määritetty noin 20 mV nollakuormalla ja noin 5 mV täydellä kuormalla. (Kuvan lähde: Monolithic Power Systems)

DC/DC-regulaattorimoduuleja on usein hyödyllistä testata käytännössä, jotta voidaan arvioida, täyttääkö niiden staattinen ja dynaaminen suorituskyky järjestelmän vaatimukset. Joskus se voi jopa ylittää teknisissä tiedoissa annetut arvot. Tämän prosessin nopeuttamiseksi Monolithic Power Systems tarjoaa nelikerroksisen ja 63,5 mm × 63,5 mm × 1,6 mm:n kokoisen EVM3650-QW-00A-evaluointikortin MPM3650-moduulia varten (kuva 12).

Kuva: Monolithic Power Systems EVM3650-QW-00A -evaluointikorttiKuva 12: EVM3650-QW-00A-evaluointikortin avulla MPM3650 DC/DC-moduulin potentiaaliset käyttäjät voivat arvioida nopeasti sen suorituskyvyn sovelluksessaan. (Kuvan lähde: Monolithic Power Systems)

Evaluointikortti ja sen tekniset tiedot palvelevat useita tarkoituksia. Ensinnäkin käyttäjä voi arvioida sen avulla helposti MPS3650:n monia suorituskykyominaisuuksia erilaisissa käyttöolosuhteissa, joista osa ei ehkä ole ilmeisiä tai niitä ei ole mainittu teknisissä tiedoissa. Toiseksi evaluointikortin tekniset tiedot sisältävät täydellisen kytkentäkaavion, osaluettelon ja kortin asettelun yksityiskohdat, joten MPS3650:n käyttäjät voivat hyödyntää niitä omassa suunnittelussaan riskien vähentämiseksi ja epävarmuuksien minimoimiseksi (kuva 13).

Kaavio: Monolithic Power Systems EVM3650-QW-00A -evaluointikorttipakkaus (suurenna klikkaamalla)Kuva 13: EVM3650-QW-00A-evaluointikorttipakkaus sisältää täydellisen kytkentäkaavion, osaluettelon ja kortin asettelun yksityiskohdat riskien ja epävarmuuden vähentämiseksi. (Kuvan lähde: Monolithic Power Systems)

Evaluointikortti antaa suunnittelijoille mahdollisuuden ymmärtää paremmin moduulin suorituskykyä, mikä lisää suunnittelun luotettavuutta ja minimoi markkinoilletuontiajan.

On vielä yksi kohinatyyppi

Kun suunnittelijat puhuvat ”kohinasta”, he viittaavat lähes aina johonkin elektronisen kohinan ilmenemismuotoon piirissä, kuten aaltoiluun tai EMI-häiriöihin. Hakkuriregulaattoreissa on kuitenkin vielä yksi mahdollinen kohinatyyppi: akustinen kohina. Regulaattoreissa, jotka toimivat ihmisen kuuloalueen yläpuolella - jonka ylärajana tavallisesti pidetään taajuutta 20 kHz - tällainen kohina ei ole ongelma. Jotkin hakkuriregulaattorit toimivat kuitenkin kuuloalueella, kun taas toiset, jotka toimivat paljon korkeammilla taajuuksilla, laskevat toimintataajuuden kuuloalueelle tyhjäkäynnin tai valmiustilan aikana virrankulutuksen minimoimiseksi.

Tämä kuultava kohina johtuu jommastakummasta tai molemmista kahdesta tunnetusta fysikaalisesta ilmiöstä: pietsosähköisestä vaikutuksesta ja magnetostriktiivisestä vaikutuksesta. Pietsosähköisen vaikutuksen tapauksessa piirin kello-ohjatut sähköiset värähtelyt saavat sellaiset komponentit kuten keraamiset kondensaattorit värähtelemään synkronoidusti hakkurikellon kanssa, kun sähköenergia muuttuu mekaaniseksi liikkeeksi kondensaattorin kiteisten materiaalien vaikutuksesta. Magnetostriktiivisessä vaikutuksessa, joka on hieman samansuuntainen pietsosähköisen vaikutuksen kanssa, magneettiset materiaalit, esimerkkinä induktori- tai muuntajasydämet, muuttavat muotoaan ja mittojaan kello-ohjatun magnetointisyklin aikana. Jokainen kondensaattori tai induktori/muuntaja, johon kyseinen vaikutus kohdistuu, toimii tällöin mekaanisena kaiutinelementtinä ja saa koko piirilevyn resonoimaan, mikä vahvistaa ja lähettää kuultavat värähtelyt.

Jommankumman tai molempien näiden vaikutusten vuoksi hyväkuuloiset ihmiset valittavat usein, että he kuulevat jatkuvaa, hiljaista huminaa ollessaan elektroniikkalaitteiden lähellä. Huomaa, että joskus myös matalataajuisten 50/60 Hz:n virtapiirien komponentit synnyttävät kyseistä akustista kohinaa, joten myös ne, jotka eivät kuule hyvin korkeita taajuuksia, voivat kuulla huminan.

Akustisen melun korjaaminen vaatii erilaisia lähestymistapoja ja tekniikoita kuin elektronisen kohinan vaimentaminen.

Yhteenveto

LDO-regulaattorit tarjoavat kohinattoman tai kohinaltaan alhaisen ratkaisun sekä DC-jännitetason aaltoilun että EMI-häiriöiden ongelmaan, mutta ne eivät yleensä ole käyttökelpoinen regulaattorivaihtoehto jos virta on enemmän kuin muutaman ampeerin. Vaihtoehtona ovat hakkuriregulaattorit, joissa on asianmukainen suodatus tai jotka on suunniteltu erityisesti kohinatonta toimintaa varten.

Kokonaiset DC/DC-regulaattorimoduulit, joiden sisältävät induktorin kaltaisia komponentteja pienessä kotelossaan, tarjoavat toisenlaisia ratkaisuja. Ne vähentävät suunnittelun epävarmuuksia asettelun ja komponenttien valinnan suhteen ja tarjoavat samalla täysin testatun ja kvantifioidun alijärjestelmän suorituskyvyn.

Suositeltavaa luettavaa

  1. Understanding Electromagnetic Compatibility Standards for Switch-Mode Power Supplies (Hakkurivirtalähteitä koskevien EMC-standardien ymmärtäminen)

Disclaimer: The opinions, beliefs, and viewpoints expressed by the various authors and/or forum participants on this website do not necessarily reflect the opinions, beliefs, and viewpoints of Digi-Key Electronics or official policies of Digi-Key Electronics.

Tietoja kirjoittajasta

Bill Schweber

Bill Schweber on elektroniikkasuunnittelija, joka on kirjoittanut elektronisista viestintäjärjestelmistä kolme oppikirjaa samoin kuin satoja teknisiä artikkeleita, mielipidepalstoja sekä tuotekuvauksia. Aikaisemmissa rooleissaan hän on toiminut teknisen verkkosivuston hallinnoijana useissa EE Times -lehden aihekohtaisissa sivustoissa, samoin kuin EDN-lehden päätoimittajana ja analogiapuolen toimittajana.

Analog Devices, Inc. -yrityksessä (analogisten ja sekasignaalimikropiirien johtava myyjä) Bill toimi markkinointiviestinnässä (suhdetoiminta). Tämän seurauksena hän on toiminut teknisen PR-toimen molemmilla puolilla, esitellyt yrityksen tuotteita, kertomuksia ja viestejä medialle sekä ottanut niitä vastaan.

Ennen MarCom-roolia Analogilla Bill toimi avustavana toimittajana yrityksen kunnioitetussa teknisessä julkaisussa ja työskenteli myös yrityksen tuotemarkkinoinnissa sekä sovellussuunnitteluryhmissä. Ennen näitä rooleja Bill työskenteli Instron Corp. -yrityksessä tehden käytännön analogipiirien ja päävirtapiirien suunnittelua ja järjestelmäintegraatiota materiaalitestauskoneiden ohjausta varten.

Hän on suorittanut Massachusettsin yliopistossa MSEE- ja Columbian yliopistossa BSEE-tutkinnon ja toimii rekisteröitynä ammatti-insinöörinä. Hänellä on myös korkeampi radioamatöörilisenssi. Bill on myös suunnitellut, kirjoittanut ja esittänyt verkkokursseja useista suunnitteluaiheista, mukaan lukien MOSFET:tien perusteet, AD-muuntimen valinta sekä ledien ohjaus.

Tietoja tästä julkaisijasta

Digi-Keyn kirjoittajat Pohjois-Amerikassa