DCDC电源模块的噪声抑制方法-电子发烧友网

1.输入传导噪声抑制

传导噪声是由流经输入电压源及电源之间的交流电流产生的。它包括共模噪声和差模噪声。Vicor零电流开关变换器比普通的PWM变换器的传导噪声低20~40dB.但是，如果要求达到专门的EMI/RFI规范(如FCC或VDE等)时，还必须加入滤波器。

因为谐振模块的噪声只有固定频率变换器模块的1/10~1/100，因此，按模块使用要求加入滤波器，可以产生更好的滤波效果。

1)共模传导噪声抑制

共模传导噪声是由加于模块正、负输入端上同相位电流分量产生的。该电流从变换器流出，经输入电源线流入直流电源，然后又经接地的模块基板或输出线返回到变换器。该电流可能产生一个面积很大的磁通闭合环路。如果不采取有效的措施，就会产生辐射磁场。共模噪声与变换器主开关元件的电压变化率du/dt及变换器输入和输出间的有效电容有关。

减小共模传导噪声的最有效方法是在正、负输入端引线到模块基板之间接入“Y”型电容(如图1一1所示。同时，为了减小寄生电感，引线应当尽可能短一些。为了满足FCC/VDE A或B级的要求，模块输入端还应加入共模电感(L1)，如图1-2所示。图中，C1=100μF，C2=4700pF，C3=0.01μF，C4 = 2. 2μF, LI = 3mH。

图1-1不加滤波电感的传导输入噪声抑制电路

图1-2装有共模电感的传导输入噪声抑制电路

两只或多只模块由同一输入电源供电时，对滤波器没有特殊的要求。所需滤波器的特性与单模块滤波器完全相同。但是由于输入电流增加，应该加粗滤波电感的导线直径。两只模块由同一输人电源供电时，输入传导噪声抑制电路如图1-3所示。图中CI=47μF, C2 = 4700pF, C3-0. 01μF, C4 = 2. 2μF, L1 =3mH, L2 = 20μH。使用多只模块时，可以独立使用或共用一个共模滤波器。但当模块的Gate In脚互连或Gate In脚和Gate Out脚互联时，为了实现多只模块的共同逻辑控制，各只驱动器模块的Gate In脚需接在一起，共模滤波器只能加到一只模块的输入端。

2)差模传导噪声抑制

模块输入端的差模传导噪声是由与每个输人端电流方向或相位相反的电流分量产生的。带有差模滤波电感的传导噪声抑制电路如图1-4所示。图中，C1=100μF, C2-4700pF, C3=0. 0IμF, C4 = 2. 2μF, L1=20μH,L2 =20μH。

图1-3多只模块由同一输入电源供电时，抑制传导噪声的电路

应当说明，所有Vicor变换器内都装有差模LC滤波器，模块只需外接一个容量较小的电容器C1(最小容量为400μF)，便可抑制差模传导噪声。为了减小磁通环路的截面积，外接电容应当尽量靠近模块。

应用中，应当尽量减小电源和明之间差模电流产生的磁通环路的截面积。在两条输入线中，差模输入电流的相位相反，所以采用绞合输入线可以抵消差模噪声。如果，PCB板背面的布线正好在另一条线的上面，可减小辐射噪声。差模电感可供一个或多个模块共用。小辐射噪声。差模电感可供一个或多个模块共用。

图1-4带差模滤波电感的传导噪声抑制电路

2.辐射噪声抑制

辐射噪声可能是电场辐射噪声，也可能是磁场辐射噪声。磁场辐射噪声是由过高电流变化率di/dt引起的，通常应根据FCC、VDE或MIL-STD-461(美国军用标准=461）测试。Vicor变换器采用零流开关技术，电流变化率di/dt很小，因此，磁场辐射噪声比零电流开关的脉宽调制变换器的辐射噪声低得多。电场辐射噪声(由电压变化率du/dt引起)是一种"近场"噪声，也就是说，该噪声随着离开嗓声源距离的增加而迅速衰减，因此，电场辐射噪声通常对辐射噪声的测试没有影响。

正确布置印制电路板上的各种元件，可以减弱辐射噪声。此外，为了减小磁通环路的截面积，所有流过交流电流的导线都应尽可能短，并且最好采用双绞线或屏蔽线，还应当考虑电容耦合的影响。模块印刷电路板的背面不能放置无屏蔽的滤波器，否则，传导噪声将沿着滤波器传输。输入输出引线不能扎在一起，否则它们将相互影响。应当特别指出，使用Vicor模块不需采取特殊的辐射噪声预防措施，只需进行适当的设计。

3.差模输出噪声抑制

为了抑制VicorDC-DC变换器模块的差模输出噪声，可在模块的两输出端之间接入滤波电容器，如图1-5所示，图中，各外接元件的参数为:C1=100μF,C2=4700μF,C3=0.01μF,C4=270μF。应当说明，电容C4应选用等效串联电阻较小的电容器，最好选用钽电容。

为了进一步减小输出噪声，输出端还可以加入滤波电感，如图1-6所示。