减小开关电源噪声的具体措施

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领域有着20年的研发生产经验，技术实力雄厚。

主要产品有车载充电机（OBC）、DCDC转换器、集成一体机、电源模块、开关电源…等，可以满足客户定制化需求。

公司于2002年注册成立，占地150多亩，完成了全自动化贴装焊接工艺、全自动化检测、老化等工艺，可满足月量产10万套的供货能力。 迪龙集团以创新的研发技术、卓越的制造能力和完善的服务体系获得客户的高度认可和信赖。 旨在成为全球技术领先的车载电源设备及系统解决方案优质供应商。

今天，我们就结合迪龙科技公司相关技术资料，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路径进行分析。

并针对性提出减小开关电源噪声的具体措施，供大家参考。

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噪声源

噪声源是指造成电源模块EMI的源头。

注释：EMI即电磁干扰，分为传导电磁干扰（Conducted EMI）和辐射电磁干扰（Radiated EMI）。

开关电源产品中主要有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（主要影响引出的信号线）。

根据以往的经验，厉害的噪声一般来自DCDC副边的整流和续流二极管。

噪声的流动在电源模块内部与外部都是系统的，需要综合原副边、各个隔离的单元电路和周围环境等进行综合分析。

分析噪声的流动不能仅仅把目光集中在片面的小范围内，要从系统的角度全面分析。

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噪声分类

噪声通常分为差模噪声和共模噪声，具体如下。

差模噪声源

差模噪声主要是由较大的di/dt造成的，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止时等。

大电流切换往往伴随较大的电压尖峰，该电压尖峰是差模噪声大小的直接表现形式，电压尖峰越大则差模噪声越大。

减小差模噪声的主要方向

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；

减慢开关管切换的速度；

在合适的位置加上去耦电容，如一段走线的两侧。

共模噪声源

共模噪声主要是由较大的dv/dt形成的，由于工作信号的铜皮不可避免的与保护地（如机壳或者一块铜皮）存在分布电容。

当工作信号的一块面积（铜皮或器件体等）存在较大的电压波动时，就会在保护地上感应出相同频率的电流，从而形成共模噪声。

减小共模噪声的主要方向

减小分布电容，减小面积或者增大距离；

减慢开关的速度，减小dv/dt；

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差模与共模噪声的相互转换

在一定条件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对称（Y电容不对称或者两根功率线上的感抗不相同）将会使共模噪声转换成差模噪声；

差模滤波回路相对的不平衡也会导致差模噪声转换成共模噪声。

因此，在原理图设计和PCB设计时就应该尽可能保持滤波回路的对称性。

尤其是输入、输出滤波器的对称性，以避免各种噪声互相转换，尽量使噪声简单、单一。

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开关电源主要噪声源

不管是传导还是辐射，EMI均主要来自dv/dt（尖峰）或di/dt（尖峰或谐振峰）的V/ns或A/ns的地方，而不只是开关频率的dv/dt或di/dt。

电压尖峰必然伴随电流尖峰，电流尖峰也必然伴随电压尖峰，共模噪声往往和差模噪声同时产生。

开关电源的主要噪声源有PFC开关管、PFC二极管、DCDC开关管、DCDC二极管、功率磁性元件等。

厉害的噪声一般都来自DCDC的整流或续流二极管。

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开关电源噪声流出模板的路径

传导噪声

传导噪声流出模块的路径主要有以下几种，按照危害大小从小到大列举。

噪声源直接通过走线和器件流出；

噪声经过多次耦合或转换从输入滤波器内侧流出；

保护地线连接不好，产生的噪声，这在电源系统中危害较大；

噪声直接耦合到传导测试端口并流出模块；

如输入与输出相距太近产生耦合构成回路造成EMI较大。

再如功率磁性元件距离端口太近造成EMI较大，这种情况一旦发生则很难解决，因此要特别注意。

辐射噪声

辐射噪声流出模块的路径主要有以下几种，按照危害大小从小到大列举。

噪声形成场并通过不完善的屏蔽泄漏出模块；

噪声形成场耦合到模块的各个端口并从模块引出线辐射出去；

噪声源经过走线和器件传到模块的各个引出线上并从引出线出去。

辐射测试中模块的引出线是开关电源模块造成辐射的主要原因。

我们在设计时应该尽可能地减少模块的引出线，必须引出的，能短则短。

审核编辑 ：李倩