原创 ： DC-DC开关电源学习（二）---Buck芯片、提高电源效率方法、电感选型、消除Buck转换器中的EMI问题方法
DC-DC开关电源学习（二）---Buck芯片、提高电源效率方法、电感选型、消除Buck转换器中的EMI问题方法
Buck芯片
部分芯片有SS引脚，该引脚为软启动引脚，特点是电压升高不是瞬间跳变而是慢慢升高到额定电压。
同步整流的BUCK电路比普通的BUCK电路效率高，成本低。所以多用同步整流芯片，少用像LM2596这样的芯片（体积大，效率低，发热严重）。
提高效率的方法：
1、使用 
小的MOS管，将两个MOS管并联可以进一步减小MOS管的；
2、使用DCR小的电感，开关频率越高，使用的电感越小
3、输出电容最好用多个MLCC（0.1uF、10uF、22uF），输入电容最好用一个大的固态电容加上几个小的贴片电容（1000uF、22uF、0.1uF）
4、提高输出电流
电感选择：
电感的选择取决于输入电压
与输出电压
的压差、所需输出电流
与芯片开关频率
，计算公式如下：
计算出电感值后，购买略大于计算值的使用，电感越大电源的纹波越小，但效率越低，根据实际情况选择电感大小。
电感选型：
常用电感有非屏蔽电感、半屏蔽电感、全屏蔽电感三类。
非屏蔽电感：
半屏蔽电感（就是漏了一半电感在外面，没全包住）：
全屏蔽电感（把线全部包住）：
非屏蔽电感会产生大量的漏磁，它们会进入其它回路和滤波元件中。在噪声敏感的应用中要使用半屏蔽或全屏蔽电感，敏感电路和回路要远离电感。特别是VO到FB的走线，要避开电感和二极管，特别注意不能和电感平行。
所以最好使用全屏蔽电感，避免漏磁干扰电路。
消除Buck转换器中的EMI问题：
1、转换器中的EMI源头：
造成EMI问题的辐射源有两类：交变电场（高阻），交变磁场（低阻）。Buck架构DC/DC转换器中主要的辐射源通常是磁场。磁场辐射是由小型电流环中的高频电流形成的。电流环所生成的高频磁场会在离开环路大约0.16
以后逐渐转换为电磁场。现实中造成辐射超标的原因常常是应该极小化的环路变成了大的环路，或者是附加在线路上的导线形成了多余的辐射。这些大回路或导线所形成的天线效应将在总的辐射中发挥主要的作用。
2、转换器中的电流回路
Buck架构DC/DC转换器中存在两个电流发生剧烈变化的主回路：
上图（b）所示为
引脚波形，
区间Q1通，Q2关；
区间Q1关，Q2通。
1.当上桥MOS管Q1导通，电流从电源流出，经Q1和L1后进入输出电容和负载，再经地线回流至电源输入端。在此过程中电流的交变成分会流过输入电容和输出电容。这里说的电流路径如上图红线所示，标记为
.
2.当Q1截止以后，电感电流还会继续保持原方向流动，而同步整流开关MOS管Q2将在此时导通，这时电流经Q2、L1、输出电容流动并经地线回流至Q2，其回路如上图蓝线所示，标记为
.
3.电流和都是不连续的，这意味着它们在发生切换的时候都存在陡峭的上升沿和下降沿，这些陡峭的上升沿和下降沿具有极短的上升和下降时间，因而存在很高的电流变化速度
，其中就必然有很多高频成分。
将整个电路拆成两个工作区域，一个是
区域，一个是
区域。区域在时有电流，在时没电流，电流变化率大，生成的高频噪声就多。反观区域，由于电感的存在，电流不能跳变，相对稳定，电流变化率小，产生的高频噪声就少。所以进行Buck转换器PCB布局时，区域的面积应当尽可能设计的小一点。
芯片的VIN引脚和GND引脚之间要接一个0805封装的COG（最好）或者X7R（便宜）0.1uF电容，这个小电容越靠近芯片的VIN和GND引脚越好，在此小电容旁边再并联大容量MLCC电容。例如10uF或者22uF的0805电容。
芯片开关频率小于等于5MHz，VIN引脚和GND引脚之间就用一个0.1uF的0805COG电容；大于5MHz就使用0.01uF的电容。
SW引脚与FB引脚要越远越好
3、输入和输出的滤波处理
理想情况下，输入、输出电容对于Buck转换器的开关电流来说都具有极低的阻抗。但实际上，电容都存在ESR和ESL，它们都增加了电容的阻抗，并且导致上面出现额外的高频电压跌落。这种电压跌落将在电源供应线路上和负载连接电路上形成相应的电流变化。
由于Buck转换器输入电流的不连续特性和实际为转换器供电的电源线通常都很长的缘故，输入回路A3所造成的辐射也可能是很客观的，并且可导致超出规格的传导辐射（150kHZ~30MHz），不能通过电磁兼容（EMC）的传导测试检验。
对输入滤波：
为了降低输入电容
造成的电压跌落，可以在靠近Buck芯片的地方放置多种不同尺寸的低ESR的MLCC电容，例如可将1206封装的20uF和0603或0402封装的100nF电容结合起来使用。为了降低输入回路的噪声，强烈建议在输入线上添加额外的LC滤波器（如一个1uH电感+100uF电解电容），用以抑制电源输入端可能出现的振铃信号，确保输入电源的稳定。
对输出滤波：
使用不同尺寸的MLCC电容作为输出电容Cout，小尺寸的0603和0402的22nF~100nF电容效果就很好，可以有效阻止源于开关切换节点的高频噪声经由电感L1的寄生电容耦合到输出端。输出线上添加磁珠可以构成额外的LC滤波器（如一个22uF的1206MLCC+0603 4A磁珠）。但使用高频磁珠可以防止输出回路变成有效的环形天线，但要注意磁珠可能会是转换器的负载瞬态响应特性和负载调整特性变差。如果应用中的负载在这分面有严格要求，就不要使用磁珠，可以直接将转换器尽可能地靠近负载，通过对铜箔的优化布置使环路的面积最小化。
4、降低转换器的开关切换速度
如果通过PCB布局和滤波设计的优化仍然不能让一个Buck转换电路的辐射水平低于需要的水平，那就只能降低转换器的开关切换速度来降低辐射水平。
EMI辐射通常发生在50MHz~300MHz频段，部分芯片可以通过设计外围电路改变开关频率，适当降低开关频率，可以降低辐射水平。
5、在自举电路上增加串联电阻
对于大多数应用来说在自举电容Cboot上串联一个10欧姆的电阻Rboot就可以降低辐射EMI
6、RC缓冲抑制电路
正确添加RC缓冲电路可有效地抑制振铃现象，同时会增加开关切换的损耗。
在开关节点SW处和功率地之间串联一个电阻
和电容
，注意和的大小一定要计算正确，随意放两个上去，并不会有效果，还会减少效率。
详细计算写在下一篇里吧。
7、RL缓冲抑制电路
就是在电源处和VIN引脚之间接一个RL并联电路，如下图和
。
关于博主
an actually real engineer
通信工程专业毕业,7年开发经验
技术栈:
精通c/c++
精通golang
熟悉常见的脚本,js,lua,python,php
熟悉电路基础,嵌入式,单片机
耕耘领域:
服务端开发
嵌入式开发
>gin接口代码CURD生成工具
sql ddl to struct and markdown,将sql表自动化生成代码内对应的结构体和markdown表格格式,节省宝贵的时间。
qt .ui文件转css文件
duilib xml 自动生成绑定控件代码
协议调试器
基于lua虚拟机的的协议调试器软件 支持的协议有:
串口
tcp客户端/服务端
udp 组播/udp节点
tcp websocket 客户端/服务端
软件界面
使用例子: 通过脚本来获得接收到的数据并写入文件和展示在界面上
下载地址和源码
webrtc easy demo
webrtc c++ native 库 demo 实现功能:
基于QT
webrtc摄像头/桌面捕获功能
opengl渲染/多播放窗格管理
janus meeting room
下载地址和源码
wifi,蓝牙 - 无线开关
实现功能:
通过wifi/蓝牙实现远程开关电器或者其他电子设备
电路原理图:
实物图:
深度学习验证工具
虚拟示波器
硬件实物图:
实现原理
基本性能
采集频率: 取决于外部adc模块和ebaz4205矿板的以太网接口速率,最高可以达到100M/8 约为12.5MPS
上位机实现功能: 采集,显示波形,存储wave文件。
参数可运行时配置
上位机:
显示缓冲区大小可调
刷新率可调节
触发显示刷新可调节
又一个modbus调试工具
最近混迹物联网企业,发现目前缺少一个简易可用的modbus调试工具,本软件旨在为开发者提供一个简单modbus测试工具。
主打一个代码简单易修改。
特点:
1. 基于QT5
2. 基于libmodbus
3. 三方库完全跨平台,linux/windows。
开源plutosdr 板卡
1. 完全开源
2. 提高固件定制服务
3. 硬件售价450 手焊产量有线
测试数据
内部DDS回环测试
接收测试
外部发送500MHZ FM波形
matlab测试
2TRX版本
大部分plutosdr应用场景都是讲plutosdr板卡作为射频收发器来使用。
实际上plutosdr板卡本身运行linux 操作系统。是具有一定脱机运算的能力。
对于一些微型频谱检测,简单射频信号收发等应用完全可以将应用层直接实现在板卡上
相较于通过网卡或者USB口传输具有更稳定,带宽更高等优点。
本开源板卡由于了SD卡启动,较原版pluto支持了自定义启动应用的功能。
提供了应用层开发SDK(编译器，buildroot文件系统)。
通过usb连接电脑,经过RNDIS驱动可以近似为通过网卡连接
(支持固件的开发定制)。
二次开发例子
```
all:
arm-linux-gnueabihf-gcc -mfloat-abi=hard --sysroot=/root/v0.32_2trx/buildroot/output/staging -std=gnu99 -g -o pluto_stream ad9361-iiostream.c -lpthread -liio -lm -Wall -Wextra -lrt
clean:
rm pluto_stream
版面分析即分析出图片内的具体文件元素,如文档标题,文档内容,文档页码等,本工具基于cnstd模型