如何從根本上降低DC-DC的開(kāi)關(guān)噪聲

EMC-6---開(kāi)關(guān)電源噪聲的應(yīng)對(duì)

引言：上一節(jié)簡(jiǎn)述了如何從根本上降低DC-DC的開(kāi)關(guān)噪聲，即振鈴，本節(jié)簡(jiǎn)述從另一角度消解DC-DC的噪聲的幾種方法(上節(jié)的方式可以理解為前級(jí)靜噪手段，本節(jié)則是后級(jí)靜噪手段，即電源輸出端)。

1.后級(jí)解決噪聲的步驟

后級(jí)處理噪聲的三種理念，一種是傳導(dǎo)，即提前將噪聲傳導(dǎo)到GND，一種是衰減，即將噪聲轉(zhuǎn)換為另一種形式的能量抵消掉，一種是反射，比如LC濾波器等等將噪聲信號(hào)反射回電源，解決產(chǎn)生的噪聲一般分為如下四步：

1：確認(rèn)開(kāi)關(guān)頻率、上升/下降時(shí)間、過(guò)沖/下沖幅度、振鈴的頻率成分(需要選擇相對(duì)應(yīng)的對(duì)策元器件，不然很難有明顯的效果)。

2：確認(rèn)所產(chǎn)生的開(kāi)關(guān)噪聲是從什么路徑傳導(dǎo)到一次側(cè)或二次側(cè)的(噪聲對(duì)策需要在噪聲的傳導(dǎo)路徑上實(shí)施，忽略了一處傳導(dǎo)路徑也無(wú)法完成改善)。

3：在增加對(duì)策部件之前考慮強(qiáng)化GND(為降低環(huán)路阻抗而強(qiáng)化GND和為提升濾波器的效果而強(qiáng)化GND)。

4：考慮增加部件，例如分立濾波器來(lái)衰減，旁路電容進(jìn)行旁路，片式磁珠來(lái)吸收等。

圖6-1：常見(jiàn)噪聲來(lái)源和應(yīng)對(duì)方式

圖6-1中總結(jié)了針對(duì)常見(jiàn)噪聲(例如差模噪聲、共模噪聲和串?dāng)_)的基本對(duì)策。要想降低差模噪聲(紫色)，可在電路板上縮小大電流路徑的環(huán)路面積，并增加最優(yōu)解耦和輸入濾波器，盡可能地抑制噪聲的發(fā)生源--差模噪聲是非常重要的，這也關(guān)系到降低共模噪聲。

而降低共模噪聲(紅色)的方法有縮短布線，抑制串?dāng)_，還有切斷共模路徑(增加阻抗)。圖中顯示的增加濾波器、解耦和隔離共模路徑(共模濾波器)，后續(xù)會(huì)詳細(xì)介紹。

小結(jié)：

1：要想降低差模噪聲，可在電路板上縮小大電流路徑的環(huán)路面積，并增加最優(yōu)解耦和輸入濾波器。

2：盡可能地抑制噪聲的發(fā)生源—差模噪聲是非常重要的，也關(guān)系到降低共模噪聲。

3：要想降低共模噪聲，可縮短布線，抑制串?dāng)_，切斷(濾波)共模路徑。

2.共模濾波器

如圖6-2所示，開(kāi)關(guān)電源的輸入濾波器是針對(duì)共模噪聲和差模噪聲，分別采用適合不同噪聲特性的濾波器。

圖6-2：典型的電源輸入濾波器

對(duì)于共模噪聲的對(duì)策是使用共模濾波器(共模扼流圈)，共模濾波器可以分電源線路用和信號(hào)線路用兩種。在開(kāi)關(guān)電源的輸入端一般使用電源線路用的共模濾波器，通過(guò)提高共模電流路徑的阻抗來(lái)切斷共模噪聲傳輸路徑。

3.差模濾波器

差模濾波器是采用電容器、電感、鐵氧體磁珠和電阻等組成的分立式無(wú)源濾波器，圖6-2中是使用LC組成的的型濾波器。各部件對(duì)噪聲具有如下作用：

1：電容器--->將噪聲電流旁路入地。

2：電感--->反射噪聲電流。

3：鐵氧體磁珠--->將噪聲電流的低頻信號(hào)通過(guò)電感成分反射、高頻信號(hào)通過(guò)電阻成分轉(zhuǎn)變?yōu)闊帷?

4：電阻--->將噪聲電流轉(zhuǎn)變?yōu)闊帷?

小結(jié)：

1：開(kāi)關(guān)電源的輸入濾波器，需要針對(duì)共模噪聲和差模噪聲分別采用不同的處理。

2：對(duì)差模噪聲使用由電容器、電感、磁珠、電阻等部件組成的濾波器。

3：對(duì)共模噪聲使用共模濾波器。