Noise Offset旋钮
有些为无线电设备而设计的电源上包含一个旋钮,当你发现电源对自己的无线电设备造成干扰时可以试着旋转旋钮来改变电源所产生的的干扰频率,从而避开对电台的干扰。这个功能究竟是怎么实现的呢?
可能最常见到的开关电源都是这个样子的
要想弄明白这个问题,我们最好从开关电源的工作原理入手。顾名思义,开关电源的主要工作原理是通过“开关”的过程来实现的。在开关电源的两种基本拓扑结构中,其中的晶体管工作在开关区。以降压的Buck拓扑为例,在电感和二极管参数已经确定的情况下,后级电压输出值直接与晶体管对后级的开关占空比来确定。这个开关的不断开关是由电源控制器的PWM波来控制的,而有PWM波的地方,它的频率则一定是我们所关心的。
一个典型的Buck拓扑,其中S开关是工作在开关区,受PWM控制的晶体管
直流电源中,开关管对电流的通断控制是非常快的,这就产生了非常陡峭的上升和下降沿。这样的矩形波的谐波成分的频率非常高,落入电台的接收范围之后就会产生可见的干扰。对于通信电源来说,这一点一定是其严格管控的。很多商品级的开关电源已经对开关管和二极管做了“特别关照”,利用各种各样的手段阻止这种干扰影响自己或是外部的其他电器的正常使用。而有的时候,我们也采用了一些主动的手段来避免产生问题,比如我们看到的这个旋钮。
开关电源若不控制谐波,则其输出波形类似这样
干扰信号的频率主要来自于电源工作中的矩形波电流的谐波成分,而想要改变谐波的频率则需要我们改变电源所产生的的矩形波的频率。这个旋钮正是用来改变整个开关电源的PWM工作频率的,它可以使得电源的工作频率在一定范围内进行改变,从而移走高次谐波,避免其对电台产生干扰。比如Ti的很多电源控制器已经内置了工作频率调节引脚和功能,便于设计者调用。
这个可能是你的最大敌人
现在的开关电源技术已经比较成熟。除了那些非常廉价的产品以外,很多开关电源已经能够做到正常工作而不对外部设备产生有害干扰。这样的一个按钮很多情况下是锦上添花的设计。在正常使用电源的过程中,我们一般都用不到它。或许所有的开关电源都有了通信开关电源的水平之后(包括你家邻居的电动车充电器),电磁环境才能变得好一些吧!