分析开关电源产生差模噪声和共模噪声的原因,找到如何解决的方法

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迪龙科技(石家庄迪龙科技有限公司)在电源模块、开关电源及车载电源范畴有着20年的研发作产体味,手艺实力雄厚,次要产物有车载充电机(OBC)、车载DCDC转换器、集成一体机、DCDC电源模块、ACDC开关电源…等,能够称心客户定造化需求。

公司于2002年注册成立,占地150多亩,完成了全主动化贴拆焊接工艺、全主动化检测、老化等工艺,可称心月量产10万套的供货才能。

迪龙集团以立异的研发手艺、卓著的造造才能、完美的办事系统获得客户的高度承认和相信,旨在成为全球手艺领先的车载电源设备及系统处理计划优良赐与商。

今天,我们就连系迪龙科技公司的材料,通过本文对开关电源的差模噪声和共模噪声产生的原因,以及噪声流出模板的途径停止了阐发,并针对性提出了减小开关电源噪声的详细办法,供各人参考。

一、噪声源

噪声源是指形成开关电源EMI的泉源。

正文:EMI即电磁骚乱,分为传导电磁骚乱(Conducted EMI)和辐射电磁骚乱(Radiated EMI)。

开关电源产物中次要有DCDC开关管、PFC开关管、辅助电源开关管以及一些功率磁性元件和单片机晶振(次要影响引出的信号线)。

根据以往的体味,凶猛的噪声一般来自DCDC副边的整流和续流二极管。

噪声的活动在电源模块内部与外部都是系统的,需要综合原副边、各个隔离的单位电路和四周情况等停止综合阐发。

阐发噪声的活动不克不及仅仅把目光集中在全面的小范畴内,要从系统的角度全面阐发。

二、噪声分类

噪声凡是分为差模噪声和共模噪声,详细如下。

1. 差模噪声源

差模噪声次要是由较大的di/dt形成的,如大电流开关回路大电流快速切换时、桥式整流电路充电截行时等。

大电流切换往往陪伴较大的电压尖峰,该电压尖峰是差模噪声大小的间接表示形式,电压尖峰越大则差模噪声越大。

减小差模噪声的次要标的目的有:

01. 减小引线和走线的寄生电感,以减小大电流切换时的感应噪声电压;

02. 减慢开关管切换的速度;

03. 在适宜的位置加上往耦电容,如一段走线的两侧。

2. 共模噪声源

共模噪声次要是由较大的dv/dt构成的,因为工做信号的铜皮不成制止的与庇护地存在散布电容,当工做信号的一块面积(铜皮或器件体等)存在较大的电压颠簸时,就会在庇护地上感应出不异频次的电流,从而构成共模噪声。

减小共模噪声的次要标的目的有:

01. 减小散布电容,减小面积或者增大间隔;

02. 减慢开关的速度,减小dv/dt。

三、差模与共模噪声的彼此转换

在必然前提下差模噪声和共模噪声会互相转换。

共模滤波回路的阻抗不合错误称,如Y电容不合错误称或者两根功率线上的感抗不不异,那将会使共模噪声转换成差模噪声;

差模滤波回路相对的不服衡也会招致差模噪声转换成共模噪声。

因而,在原理图设想和PCB设想时就应该尽可能连结滤波回路的对称性,出格是输进、输出滤波器的对称性,以制止各类噪声互相转换,尽量使噪声简单、单一。

四、开关电源次要噪声源

不论是传导仍是辐射,EMI均次要来自dv/dt(尖峰)或di/dt(尖峰或谐振峰)的V/ns或A/ns的处所,而不但是开关频次的dv/dt或di/dt。

电压尖峰一定陪伴电流尖峰,电流尖峰也一定陪伴电压尖峰,共模噪声往往和差模噪声同时产生。

开关电源的次要噪声源有PFC开关管、PFC二极管、DCDC开关管、DCDC二极管、功率磁性元件等,凶猛的噪声一般都来自DCDC的整流或续流二极管。

五、开关电源噪声流出模板的途径

1. 传导噪声

传导噪声流出模块的途径次要有以下几种,根据危害大小从小到大列举。

01. 从噪声源间接通过走线和器件流出;

02. 噪声颠末屡次耦合或屡次转换,从输进滤波器内侧流出;

03. 庇护地线毗连欠好,产生地噪声,那在电源系统中危害较大;

04. 噪声间接耦合到传导测试端口并流出模块,如输进与输出相距太近产生耦合构成回路形成EMI较大,再如功率磁性元件间隔端口太近形成EMI较大,那种情状一旦发作则很难处理,因而,要特殊重视。

2. 辐射噪声

辐射噪声流出模块的途径次要有以下几种,根据危害大小从小到大列举。

01. 噪声构成场并通过不完美的屏障泄露出模块;

02. 噪声构成场耦合到模块的各个端口并从模块引出线辐射出往;

03. 从噪声源颠末走线和器件传到模块的各个引出线上并从引出线出往。

辐射测试中模块的引出线是开关电源模块形成辐射的次要原因,在设想时应该尽可能地削减模块的引出线,必需引出的,能短则短。

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