在强干扰条件下，GP8101C 稳定输出 0-10V 的应用

一、背景概述

开关电源工作流程通常是将工频交流电先整流为直流，再经过高频逆变及整流滤波后输出稳定直流电压。在此过程中，开关管的高速切换、变压器漏感和二极管反向恢复电流等因素会产生大量电磁干扰（EMI）。

图1.开关电源

本文结合某客户的实际使用场景，介绍 GP8101C 在双重干扰环境（电源干扰 + 地干扰）下，依然能够稳定输出 0-10V，进而控制开关电源在 0-120V 范围内线性输出的应用案例。

二、客户应用简介

2.1 开关电源概况

客户使用了一款设计低成本开关电源，内部耦合干扰较明显，经示波器测得，该电源纹波峰-峰值约 5Vpp（图中相当于一格 5V 的幅度）。

图2.开关电源

图3.电源自身干扰

2.2 GP8101C 简介

GP8101C 是一款可将 0%～100% 占空比的 PWM 信号转换为 0～10V 模拟电压的 PAC（PWM to Analog Converter）转换芯片。

输出电压精度可达 ±0.1%（典型），在 10V 校准点时可达到约 10.05V

完全满足常见 0-10V 输出场合需求，且无需复杂外部电路

图4.GP8101C

2.3 具体应用方案

单片机输出 PWM 信号 → GP8101C 将PWM信号线性转化为0-10V（开关电源12V供电） → GP8101C输出0-10V驱动控制开关电源输出0-120V （见下图示意）。

图5.应用场景

三、干扰分析

1. 电源干扰：GP8101C 供电源自 12V 开关电源，后者本身纹波扰动约 5Vpp；当 GP8101C 将 0-10V 输出引至开关电源控制端时，又因地线共地会叠加更多耦合干扰。

2. 地干扰：GP8101C 和开关电源共享地线，电源端和地端的干扰共同作用，容易导致输出端上出现较大幅度纹波。

在此案例中，测得 GP8101C 输出端可能出现约 15Vpp 的干扰波形（电源干扰 5Vpp + 地线引入干扰叠加所致）。

四、实际测试结果

1. 在12V开关电源供电下（电源引入干扰），GP8101C的输出端接开关电源控制其线性输出0-120V（从地线引入干扰），在双重干扰下，GP8101C输出端存在15Vpp纹波干扰。（如图5

和图6）

图6.开关电源12V供电下，GP8101C输出端纹波干扰

图7.开关电源12V供电下，GP8101C输出端接开关电源，此时GP8101C输出端纹波干扰

2. 未接入负载情况

GP8101C线性控制开关电源输出0-120V（未带负载）

3. 接入负载情况

GP8101C线性控制开关电源输出0-120（带负载情况下）

综上所述，即使在电源干扰和地干扰双重叠加的严苛环境下，GP8101C 仍能实现稳定的 0-10V 线性输出，并成功控制开关电源线性输出0-120V。

五、总结

通过本次实测案例可见，GP8101C 的抗干扰能力让其在高电磁污染环境中依旧能够稳定工作。对需要在噪声较强的环境中实现精准模拟电压输出的客户而言，GP8101C 不失为一个简便易用的选择。

审核编辑 黄宇