磁珠计算与降低纹波方法
一、磁珠计算
1.为什么需要磁珠?
因为PCB上的信号走线、电源不可避免的有一些高频噪声,这时候就需要磁珠来抑制这些噪声,使信号、电源更为的干净。
2.使用在什么地方?
2.1 一些频率较高器件的输入电源,如DDR、SDRAM、HDMI、MIPI的输入电源。
2.2 一般的电源电路中,如电源的输入输出。
3.阻值如何选择?
选择步骤:
a. 确定电源正常输出电压、电流大小
b. 确定最低需要输出的电压大小
c. 根据①、②确定磁珠的直流电阻DCR
d. 确定指定频率的的纹波电压(本例中300mA*1Ω=300mV)
e. 确定经过磁珠后的电源纹波电压、负载阻抗
f. 利用分压原理,根据④、⑤的数值确定指定频率下磁珠的阻值
4.例子
现有一个3.3V 300mA的输入电源,并且在100MHz时的纹波电压为300mVpp(peak-peak);要求经过磁珠后,电压不得小于3.0V;负载输入纹波最大为50mVpp,负载阻抗为120Ω。
4.1 首先计算直流电阻DCR,根据欧姆定律,DCR=(3.3-3)/0.3,所以DCR=1Ω,所以DCR不得大于1Ω,因为实际阻值是由误差,所以需要合理选择。
4.2 磁珠阻抗用R1表示,磁珠的纹波压降:300mV=300mA*1Ω,根据分压公式50mV=300X120/(R1+120),则磁珠在100MHz时的阻抗R1=600Ω。
5.计算后磁珠的取值
二、如何抑制纹波电压
以下图最基本的BUCK电路为例,将Vin转换为更低的Vout
其中,DC-DC转换,输出低于输入,输入电流脉动,输出电流连续。
*Vripple(纹波电压)=Iripple(纹波电流)ESR
为了降低在经过BUCK之后的纹波电压大小,可以从两个方面考虑:降低Iripple或者减少电容的ESR
而Iripple=Ipp(电感的PK-PK电流);
而我们又知道在上图的buck电路中,Ipp与电感的大小有如下的关系:
由上述公式,可以通过将电感的值调大,来减小Ipp即Iripple从而在ESR不变的情况下减小Vripple;
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