適當(dāng)?shù)牟季趾驮x擇控制電源 EMI（3）

對(duì)于一些需要盡可能低的輸出噪聲的應(yīng)用，使用線性穩(wěn)壓器的效率不足是不可接受的。在這些情況下，后置線性穩(wěn)壓器的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器可能是合適的。后置穩(wěn)壓器可衰減開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器產(chǎn)生的高頻噪聲，從而使噪聲性能接近單獨(dú)的線性穩(wěn)壓器。由于大多數(shù)電壓轉(zhuǎn)換發(fā)生在開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器中，因此效率損失遠(yuǎn)小于單獨(dú)線性穩(wěn)壓器的損失。

該方案還可以在輸入和輸出電壓重疊的應(yīng)用中替代反激式轉(zhuǎn)換器和 SEPIC。升壓轉(zhuǎn)換器在輸入小于輸出時(shí)工作，而線性穩(wěn)壓器在輸入大于輸出時(shí)工作。一些 IC 結(jié)合了升壓轉(zhuǎn)換器和 LDO。

濾波器衰減共模噪聲

根據(jù)定義，共模傳導(dǎo)在輸入或輸出的兩個(gè)連接上是同相的。通常，這種傳導(dǎo)只會(huì)對(duì)具有接地路徑的固定系統(tǒng)造成問(wèn)題。在帶有共模濾波器的典型離線電源中，共模噪聲的主要來(lái)源是 MOSFET。MOSFET 通常是電路中的主要功耗元件，需要散熱器。

對(duì)于 TO-220 器件，散熱片連接到 MOSFET 漏極，在大多數(shù)情況下，散熱片將電流傳導(dǎo)到大地。即使 MOSFET 與散熱器電氣隔離，MOSFET 和接地之間仍存在一些電容，因?yàn)闄C(jī)箱必須接地以確保安全。當(dāng)它打開(kāi)和關(guān)閉時(shí)，快速變化的漏極電壓驅(qū)動(dòng)電流通過(guò)寄生電容 (CP 1 ) 到大地。由于交流線路對(duì)大地的阻抗很低，這些共模電流從交流輸入流到大地。變壓器還通過(guò)寄生電容(CP 2A 和 CP 2B ) 在其隔離的初級(jí)和次級(jí)繞組之間。因此，噪聲可以傳導(dǎo)到輸出以及輸入。

共模低通濾波器衰減了噪聲源(電源)與輸入或輸出之間存在的共模傳導(dǎo)噪聲。我們或制造商通常將共模扼流圈(CML 1 和 CML 2 )纏繞在具有所示極性的單個(gè)磁芯上。負(fù)載電流和驅(qū)動(dòng)電源的線電流都是差模電流;也就是說(shuō)，在一條線路中流動(dòng)的電流從另一條線路中流出。通過(guò)在一個(gè)磁芯上纏繞共模扼流圈，場(chǎng)會(huì)因差模電流而抵消，因此我們可以使用較小的磁芯，因?yàn)樗鎯?chǔ)的能量非常少。

許多為離線電源設(shè)計(jì)的共模扼流圈在繞組之間具有物理隔離。這種結(jié)構(gòu)增加了差模電感，這也有助于降低傳導(dǎo)差模噪聲。因?yàn)榇判具B接兩個(gè)繞組，差模電流和差模電感產(chǎn)生的磁場(chǎng)在空氣中而不是在磁芯中。結(jié)果可能是輻射發(fā)射。

電源負(fù)載中產(chǎn)生的共模噪聲可能會(huì)通過(guò)電源通過(guò)變壓器中的寄生電容(CP 2A 和CP 2B )傳導(dǎo)至交流線路。變壓器中的法拉第屏蔽(初級(jí)和次級(jí)繞組之間的接地層)可以降低這種噪聲。屏蔽層在初級(jí)和次級(jí)繞組到地之間形成電容器，這些電容器將共模電流分流到地，而不是讓它們通過(guò)變壓器。

電場(chǎng)

正如傳導(dǎo)發(fā)射可以是電壓或電流的形式一樣，輻射發(fā)射可以是電場(chǎng)或磁場(chǎng)的形式。因?yàn)閳?chǎng)存在于空間中而不是導(dǎo)體中，所以差模場(chǎng)和共模場(chǎng)之間沒(méi)有區(qū)別。電場(chǎng)存在于兩個(gè)電勢(shì)之間的空間中，而磁場(chǎng)存在于流經(jīng)空間的電流周?chē)?。這兩個(gè)場(chǎng)都可以存在于電路中，因?yàn)殡娙萜髟陔妶?chǎng)和電感器中存儲(chǔ)能量，而變壓器在磁場(chǎng)中存儲(chǔ)和耦合能量。

因?yàn)殡妶?chǎng)存在于具有不同電位的兩個(gè)表面或體積之間，所以通過(guò)用接地屏蔽圍繞設(shè)備來(lái)包含設(shè)備產(chǎn)生的電場(chǎng)噪聲相對(duì)容易。這種屏蔽在 CRT、示波器、開(kāi)關(guān)電源和其他具有波動(dòng)高電壓的設(shè)備的構(gòu)造中是常見(jiàn)的做法。另一種常見(jiàn)的做法是在印刷電路板上使用接地層。電場(chǎng)與表面之間的電位差成正比，與它們之間的距離成反比。例如，它們存在于源和任何附近的地平面之間。因此，多層印刷電路板可以通過(guò)在電路或走線與任何大電位之間放置接地層來(lái)屏蔽電路或走線。

但是，當(dāng)我們使用接地層時(shí)，我們應(yīng)該小心高壓線路上的電容負(fù)載。電容器將能量存儲(chǔ)在電場(chǎng)中，因此將接地層放置在導(dǎo)體附近會(huì)在導(dǎo)體和地之間形成一個(gè)電容器。導(dǎo)體上的大 dV/dt 信號(hào)會(huì)導(dǎo)致大的傳導(dǎo)電流接地，從而在控制輻射發(fā)射的同時(shí)降低傳導(dǎo)發(fā)射。