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EMI 如何減少開關電源的模塊紋波噪音

知識百科

減少開關電源模塊紋波噪音的措施
 
開關電源模塊由于其開關管工作于高頻開關狀態 ， 輸出的紋波噪聲較大 ， 一般為輸出電壓的1%左右 ， 低的為輸出電壓的0.5%左右 ， 最好產品的紋波噪聲也有幾十mV 。 而線性電源的調整管工作于線性狀態 ， 無紋波電壓 ， 輸出的噪聲較小 ， 其單位是μV 。 下面談下如何減少電源的紋波噪音 。
 
1、減少EMI干擾
可以采用金屬外殼做屏蔽 ， 減小外界電磁輻射干擾 。 減少從電源線輸入的電磁干擾 ， 可以在電源輸入端加EMI濾波器 。
 
2、在輸出端采用高頻性能好、ESR低的電容
采用高分子聚合物固態電解質的鋁或鉭電解電容作輸出電容是最佳的 ， 其特點是尺寸小而電容量大 ， 高頻下ESR阻抗低 ， 允許紋波電流大 。 最適用于高效率、低電壓、大電流降壓式DC/DC轉換器及電源作輸出電容 。
 
3、采用與產品系統的頻率同步
為減小輸出噪聲 ， 電源的開關頻率應與系統中的頻率同步 ， 即電源采用外同步輸入系統的頻率 ， 使開關的頻率與系統的頻率相同 。
 
4、避免相互干擾
在同一塊PCB電路板上可能有多個開關電源模塊一起工作 。 若電源是不屏蔽的、并且靠得很近 ， 則可能相互干擾使輸出噪聲增加 。 為避免這種相互干擾可采用屏蔽措施或將其適當遠離 ， 減少其相互影響的干擾 。
 
5、增加LC濾波器
為減小電源的紋波和噪聲 ， 可以在DC/DC模塊的輸入和輸出端加LC濾波器 。
 
6、增加LDO
在開關電源模塊輸出后再加一個低壓差線性穩壓器（LDO）能大幅度地降低輸出噪聲 ， 以滿足對噪聲特別有要求的電路需要 ， 輸出噪聲可達μV級 。 由于LDO的壓差（輸入與輸出電壓的差值）僅幾百mV ， 則在開關電源的輸出略高于LDO幾百mV就可以輸出標準電壓了 ， 并且其損耗也不大 。
 
7、增加有源EMI濾波器及有源輸出紋波衰減器
有源EMI濾波器可在150kHz~30MHz間衰減共模和差模噪聲 ， 并且對衰減低頻噪聲特別有效 。 在250kHz時 ， 可衰減60dB共模噪聲及80dB差模噪聲 ， 在滿載時效率可達99% 。 輸出紋波衰減器可在1~500kHz范圍內減低電源輸出紋波和噪聲30dB以上 ， 并且能改善動態響應及減小輸出電容 。
 
開關電源模塊輸出紋波噪聲的大小與其電源的拓撲、各部分的電路設計及PCB設計有關 。 如：采用多相輸出結構 ， 可有效地降低紋波輸出 。 現在的電源開關頻率越來越高 ， 低的是幾十kHz ， 一般是幾百kHz ， 而高的可達1MHz以上 。 因此 ， 產生的紋波噪聲頻率都很高 ， 要減小紋波和噪聲最簡單的方法是在電源電路中加無源低通濾波器 。
【EMI 如何減少開關電源的模塊紋波噪音】