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如何從后級解決開關(guān)電源的電磁干擾噪聲

嘉峪檢測網(wǎng)        2024-03-04 08:34

本文簡述幾種消解DC-DC的噪聲的幾種方法
 
1、后級解決噪聲的步驟
 
后級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)開關(guān)頻率、上升/下降時間、過沖/下沖幅度、振鈴的頻率成分(需要選擇相對應(yīng)的對策元器件,不然很難有明顯的效果);
 
② 確認(rèn)所產(chǎn)生的開關(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)路徑也無法完成改善);
 
③在增加對策部件之前考慮強(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,例如分立濾波器來衰減,旁路電容進(jìn)行旁路,片式磁珠來吸收等。
 
圖1 常見噪聲來源和應(yīng)對方式
 
圖1中總結(jié)了針對常見噪聲(例如差模噪聲、共模噪聲和串?dāng)_)的基本對策。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2所示,開關(guān)電源的輸入濾波器是針對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2 典型的電源輸入濾波器
 
對于共模噪聲的對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線路用兩種。在開關(guān)電源的輸入端一般使用電源線路用的共模濾波器,通過提高共模電流路徑的阻抗來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源濾波器,圖6-2中是使用LC組成的Π型濾波器。各部件對噪聲具有如下作用:
 
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通過電感成分反射、高頻信號通過電阻成分轉(zhuǎn)變?yōu)闊幔?/span>
 
④ 電阻--->將噪聲電流轉(zhuǎn)變?yōu)闊帷?/span>
 
小結(jié):
 
① 開關(guān)電源的輸入濾波器,需要針對共模噪聲和差模噪聲分別采用不同的處理;
 
② 對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 對共模噪聲使用共模濾波器。
 
 

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來源:EMC容冠電磁

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