本文對(duì)開關(guān)電源的差模噪聲、共膜噪聲產(chǎn)生的原因及噪聲流程模板的路徑進(jìn)行分析，并針對(duì)性提出減小開關(guān)電源噪聲的具體措施供大家參考。
噪聲源
噪聲源指造成模塊EMI 的源頭。開關(guān)電源產(chǎn)品中主要有DC/DC開關(guān)管、PFC開關(guān)管、輔助電源開關(guān)管以及一些功率磁性元件、單片機(jī)晶振(主要影響引出的信號(hào)線)。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，厲害的噪聲一般來自DC-DC副邊的整流和續(xù)流二極管。
噪聲的流動(dòng)在模塊內(nèi)部及外部都是系統(tǒng)的，須要綜合原副邊、各個(gè)隔離的單元電路、周圍環(huán)境等綜合分析，分析噪聲的流動(dòng)不能僅僅把眼光集中在片面的小范圍內(nèi)。這一點(diǎn)一定要牢記：要從系統(tǒng)的角度全面地分析。
噪聲分類
噪聲通常分為差模噪聲和共模噪聲，具體如下：
1、差模噪聲源
差模噪聲主要由較大的di/dt造成的，如大電流開關(guān)回路大電流快速切換時(shí)，橋式整流電路充電截止時(shí)等。大電流切換往往伴隨較大的電壓尖峰(不僅僅指開關(guān)管兩端的，還包括一段走線兩端的)，該電壓尖峰是差模噪聲大小的直接表現(xiàn)形式，電壓尖峰越大則一般差模噪聲越大。
減小差模噪聲的主要方向有：
①減小引線、走線的寄生電感以減小大電流切換時(shí)的感應(yīng)噪聲電壓；
②減慢開關(guān)管切換的速度；
③在合適的位置(如一段走線的兩側(cè))加上去耦電容等；
2、共模噪聲源
共模噪聲主要由較大的dv/dt形成的，由于工作信號(hào)的銅皮不可避免的與保護(hù)地(如機(jī)殼或者一塊銅皮)存在分布電容，當(dāng)工作信號(hào)的一塊面積(銅皮、器件體等)存在較大的電壓波動(dòng)(如開關(guān)切換)時(shí)就會(huì)在保護(hù)地上感應(yīng)出相同頻率的電流，從而形成共模噪聲。
減小共模噪聲的主要方向有：
①減小分布電容(減小面積或者增大距離)；
②減慢開關(guān)的速度，減小dv/dt；
3、差模與共模噪聲的相互轉(zhuǎn)換
在一定條件下差模噪聲和共模噪聲會(huì)互相轉(zhuǎn)換。共模濾波回路的阻抗不對(duì)稱(Y電容不對(duì)稱或者兩根功率線上的感抗不相同)將會(huì)使共模噪聲轉(zhuǎn)換成差模噪聲；差模濾波回路相對(duì)的不平衡也會(huì)導(dǎo)致差模噪聲轉(zhuǎn)換成共模噪聲。
因此，在原理圖設(shè)計(jì)和PCB 設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)該盡可能保持濾波回路尤其是輸入、輸出濾波器的對(duì)稱性，以避免各種噪聲互相轉(zhuǎn)換，盡量使噪聲簡單、單一。
4、開關(guān)電源主要噪聲源
不管是傳導(dǎo)還是輻射，EMI均主要來自dv/dt(尖峰)或di/dt(尖峰或諧振峰)的V/ns或A/ns的地方，而不只是開關(guān)頻率的dv/dt 或di/dt。電壓尖峰必然伴隨電流尖峰，電流尖峰也必然伴隨電壓尖峰，共模噪聲往往和差模噪聲同時(shí)產(chǎn)生。開關(guān)電源的主要噪聲源有PFC開關(guān)管、PFC二極管、DC/DC開關(guān)管、DC/DC二極管、功率磁性元件等，厲害的噪聲一般都來自DC/DC的整流或續(xù)流二極管。
開關(guān)電源
噪聲流出模板的路徑
1、傳導(dǎo)
傳導(dǎo)噪聲流出模塊的路徑主要有以下幾種(按照危害大小從小到大列舉)：
①從噪聲源直接通過走線和器件流出；
②噪聲經(jīng)過或多次耦合(感性的或容性的)或轉(zhuǎn)換(共模與差模之間)從輸入濾波器內(nèi)側(cè)流出；
③保護(hù)地線連接不好，產(chǎn)生地噪聲(這在電源系統(tǒng)中危害較大)；
④ 噪聲直接耦合到傳導(dǎo)測(cè)試端口并流出模塊(如輸入輸出相距太近產(chǎn)生耦合構(gòu)成回路造成EMI較大，再如功率磁性元件距離端口太近造成EMI較大，這種情況一旦發(fā)生則很難解決，因此，要特別注意)。
2、輻射
輻射噪聲流出模塊的路徑主要有以下幾種(按照危害大小從小到大列舉)：
①噪聲形成場(chǎng)并通過不完善的屏蔽泄漏出模塊；
②噪聲形成場(chǎng)耦合到模塊的各個(gè)端口并從模塊引出線輻射出去；
③從噪聲源經(jīng)過走線和器件傳到模塊的各個(gè)引出線上并從引出線出去。
輻射測(cè)試中模塊的引出線是開關(guān)電源模塊造成輻射的主要原因，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該盡可能地減少模塊的引出線，必須引出的，能短則短。