開關電源噪聲的產生
本文將探討實際的開關電源產生的噪聲。首先,使用同步整流型降壓DC/DC轉換器的等效電路來了解一下開關電流的路徑。
本文引用地址:http://2s4d.com/article/202403/456086.htmSW1為高邊開關,SW2為低邊開關。SW1導通(SW2為OFF)時,電流路徑是從輸入電容器到SW1、再經由電感L到輸出電容器。SW2導通(SW1為OFF)時,電流路徑是從SW2經由L再到輸出電容器。下圖表示這些電流路徑的差分,每當開關ON/OFF時,紅色線路的電流都會急劇變化。該環(huán)路的電流變化非常劇烈,所以會因PCB板布線電感而在環(huán)路內會產生高頻振鈴。
圖中表示構成電源電路的外置部件、實裝多層電路板的寄生分量及振鈴的關系。
紅色部分標出的是上圖所表示的電流在急劇變化的環(huán)路中的寄生分量。布線中存在布線電感,通常每1mm有1nH左右的電感。另外,電容器中存在等效串聯電感ESL,MOSFET的各引腳間存在寄生電容。因此,如紅框內的圖例所示,開關節(jié)點將產生100MHz~300MHz的振鈴。所產生的電流及電壓,可通過兩個公式求得。
此振鈴會作為高頻開關噪聲帶來各種影響。雖然有采取相應的措施,但由于無法從電源IC處去除安裝電路板的寄生分量,因此只能通過PCB板布局設計及采用去耦電容來解決。
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