減少分布電感的電壓尖峰

　　開關(guān)電源中經(jīng)常要快速切換電流。這些電流通路上的分布電感就會產(chǎn)生較大的噪聲電壓，它們會耦合到敏感電路中或給元件造成電壓應(yīng)力。承載直流電流的導(dǎo)線很少有問題，因?yàn)橹绷鞑粫a(chǎn)生電壓尖刺，或向其它導(dǎo)線耦合交流干擾。舉例來講，一條與電感串連的導(dǎo)線一般不會有問題，因?yàn)榉植茧姼幸入姼衅鞯臄?shù)值小得多。大值串連電感會阻止不連續(xù)電流通過。

　　如果一個電路產(chǎn)生了不連續(xù)電流，就要設(shè)法防止其通過大的環(huán)路。電流環(huán)越大其電感量越大，隨之而產(chǎn)生的磁場輻射也就越大。這個原則同樣適用于元件的布局，因?yàn)殡娏鹘?jīng)常是在有源器件之間進(jìn)行切換的，例如晶體管和二極管。

　　考慮圖1所示的降壓型轉(zhuǎn)換器。當(dāng)高端MOSFET開關(guān)（N1）打開時，電流通過輸入、N1、電感，流向負(fù)載。N1關(guān)斷后，二極管（D）接續(xù)電流直到同步整流器（N2）打開。接著由N2傳導(dǎo)電流直到它被關(guān)斷，然后，再次由二極管接續(xù)電流，一直到下一個開關(guān)周期啟動。注意到流過電感和輸出電容的電流是連續(xù)的，因此不會是噪聲的主要來源。

　　如果N1，N2和D彼此離開一定距離放置，那么在它們之間迅速切換的電流一定會在周圍環(huán)境中引發(fā)快速變化的電磁場。因?yàn)楦袘?yīng)電壓正比于磁場的變化速率（dΦ／dt），迅速波動的磁場就會產(chǎn)生大幅度的電壓尖峰。

　　需要注意，高頻電流將由入端電源和出端負(fù)載來承載。它應(yīng)該由輸入和輸出電容旁路掉；否則的話，它們就會通過輸入或輸出連接線，或兩者同時通過輸入與輸出連接線。輸入和輸出旁路電容的阻抗很重要。它們應(yīng)該有足夠大的容量以保持比較低的輸入和輸出阻抗，但比起容量較小的陶瓷電容，較大容量的電容（例如鉭或鋁電解）具有更高的ESR和ESL。所以，必須確保電容器在所關(guān)心的頻率下具有足夠低的阻抗。

　　一種選擇是將陶瓷電容和電解或鉭電容相并聯(lián)，因?yàn)樘沾呻娙菰诟哳l下具有較低的阻抗。不過，多數(shù)情況下，這種方式不如將多個電解或鉭電容并聯(lián)，以降低ESR和ESL，或者并聯(lián)多個陶瓷電容以增加總電容量。

　　布局對于控制EMI至關(guān)重要

　　元件的選擇對于控制EMI至關(guān)重要，但電路板的布局和互連也具有同等重要的影響。尤其是對于高密度、采用多層電路板的開關(guān)電源，元件的布局和走線對于電路的正常工作具有重要的影響。功率的切換可以在連接線上產(chǎn)生很大dV／dt和di／dt的信號，它可以耦合到其它連線上造成兼容性問題。不過，只要在關(guān)鍵回路的布局方面多加注意，就可避免兼容性問題以及花費(fèi)很大代價去對線路板進(jìn)行修改。

　　對于一個系統(tǒng)來講，輻射型和傳導(dǎo)型電磁干擾很容易區(qū)分，但具體到某快電路板或某段導(dǎo)線，問題就變得復(fù)雜了。相鄰連線之間會有電場的耦合，同時也會通過分布電容傳導(dǎo)電流。同樣地，連線之間也會象變壓器一樣通過磁場發(fā)生耦合。這種相互作用可以利用集中元件進(jìn)行描述，也可以采用電磁場理論進(jìn)行分析。具體采用何種方法取決于系統(tǒng)的精確度要求。

　　結(jié)束語

　　上述是對抑制電氣噪聲對便攜設(shè)備及非便攜設(shè)備嚴(yán)重影響各類選擇的分析，但如何使用抑制技術(shù)，其要求是各不相同的，除了要根據(jù)具體的場合可實(shí)現(xiàn)實(shí)性、經(jīng)濟(jì)性及其它的具體因素來確定，同時還取決于電氣噪聲、電磁干擾出現(xiàn)在整個設(shè)備的哪個階段，即研發(fā)階段、生產(chǎn)階段、改進(jìn)階段還是現(xiàn)場使用階段來選擇其最佳方案。


?