开关电源噪音问题

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1、开关电源噪音问题噪音来源于PCB设计/电路振荡/磁元件三方面：1）电路振荡，电源输出有很大的低频稳波。多是电路稳定余度不够引起。理论上可以用系统控制理论中的频域法/时域法或劳斯判据做理论分析。现在；可以用计算机仿真方法方便的验证电路稳定性，以避免自激振荡发生，有多款软件可以用。对于已经做好的电路，可以增加输出滤波电容或电感/改变信号反馈位置/增加PI调节的积分电容/减少开环放大倍数等方法改善。2）PCB设计A）主要是EMI噪音引起，射频噪音调整PI调节器，使输出误差信号中包含扰动。主要查看高频电容是否离开关元件太远，是否有大的C形环绕布线等等...B）控制电路的

2、PCB线至少有两点以上和功率电路共用。PCB覆铜线并非理想导体，它总是可以等效成电感或电阻体，当功率电流流过了和控制回路共用的PCB线，在PCB上产生电压降落，控制电路各节点分散在不同位置时，功率电流引起的电压降对控制网络家入了扰动，使电路发出噪音。这显现多发生在功率地线上，注意单点接地可以改善。3）磁元件磁材有磁至应变的特点，漆包线也会在泄露磁场中受到电动力的左右，这些因素的共同作用下，局部会发生泛音或1/N频率的共振。改变开关频率和磁元件浸漆可以改善。这是我平时的一点小经验，试试。不知道你说的噪音是指的机械振动的噪音还是指输出电压中的高频交流分量？这两种噪音

3、在开关电源中都经常遇到机械噪音多是因为电路中，存在异常的电震荡，频率低于20K时，在变压器，电感器等的磁芯上，发出的声音，人耳能听到。解决的方法是调整补偿，减小放大器的输入阻抗，在干扰敏感的地方，加吸收电路等。输出的纹波噪声主要是由于开关管截至的瞬间，由于变压器的漏电感和线路电感引起的尖峰电压，它是造成输出纹波噪声的原因，但是一般我们做的开关电源的频率都很高，远大于20K，所以，如果没有异常的电路震荡，我们不可能听到声音交流电输入开关电源后，由桥式整流器V1～V4整理成直流电压Vi加在高频变压器的初级L1和开关管V5上。开关管V5的基极输入一个几十到几百千赫的高

4、频矩形波，其重复频率和占空比由输出直流电压VO的要求来确定。被开关管放大了的脉冲电流由高频变压器耦合到次级回路。高频变压器初次级匝数之比也是由输出直流电压VO的要求来确定的。高频脉冲电流经二极管V6整流并经C2滤波后变成直流输出电压VO。因此开关电源在以下几个环节都将产生噪声，形成电磁干扰。　　（1）高频变压器初级L1、开关管V5和滤波电容C1构成的高频开关电流环路，可能会产生较大的空间辐射。如果电容器滤波不足，则高频电流还会以差模方式传导到输入交流电源中去。如图1中的I1。　　（2）高频变压器次级L2、整流二极管V6、滤波电容C2也构成高频开关电流环路会产生空

5、间辐射。如果电容器滤波不足，则高频电流将以差模形式混在输出直流电压上向外传导。如图1中的I2。　　　　（3）高频变压器的初级和次级间存在分布电容Cd，初级的高频电压通过这些分布电容将直接耦合到次级上去，在次级的二条输出直流电源线上产生同相位的共模噪声。如果二根线对地阻抗不平衡，还会转变成差模噪声。　　（4）输出整流二极管V6会产生反向浪涌电流。二极管在正向导通时PN结内的电荷积累，二极管加反向电压时积累电荷将消失并产生反向电流。因为开关电流需经二极管整流，二极管由导通转变为截止的时间很短，在短时间内要让存储电荷消失就产生了反向电流的浪涌。由于直流输出线路中的分布

6、电感，分布电容，浪涌引起了高频衰减振荡，这是一种差模噪声。　　（5）开关管V5的负载是高频变压器的初级线圈L1，是感性负载，所以开关通断时管子两端会出现较高的浪涌尖峰电压，这个噪声会传导到输入输出端去。　　（6）开关管V5的集电极与散热片K之间存在分布电容CI，因此高频开关电流会通过CI流到散热片K上，再流到机壳地，最终流到与机壳地相连接的交流电源线的保护地线PE中，从而产生共模辐射。电源线L和N对PE存在一定阻抗，如阻抗不平衡则共模噪声还会转变成差模噪声。如图1中的I3。　　由以上分析可以知道开关电源中的噪声干扰源很多,干扰途径是多种多样的,影响较大的噪声干扰

7、源可以归纳为以下三种:　　（1）二极管的反向恢复时间引起的干扰。　　（2）开关管工作时产生的谐波干扰　　　　功率开关管在导通时流过较大的脉冲电流，在截止期间，高频变压器绕组漏感引起的电流突变，也会产生尖峰干扰。　　（3）交流输入回路产生的干扰　　　　开关电源输入端整流管在反向恢复期间也会引起高频衰减振荡产生干扰。一般整流电路后面总要接比较大的滤波电容，因而整流管的导通角较小，会引起很大的充电电流，使交流输入侧的交流电流发生畸变，影响了电网的供电质量。另外，滤波电容的等效串联电感对产生干扰也有较大的影响。　　所有这些干扰按传播途径可以分为传导干扰和辐射干扰两类。开

8、关电源产生的尖峰干扰和谐