测量DC/DC转换器输入端的传导EMI

测量DC/DC转换器输入端的传导EMI

如果DC/DC转换器在供电时产生噪声，是不太理想的。但噪声多大算大，我们又如何测量？与AC/DC转换器不同，现在还没有针对DC/DC转换器可接受噪声水平或测量方式的法定标准。而且，噪声幅度和频谱都会随接地方式和DC/DC转换器是否隔离而变化。

我们看到一些DC/DC转换器制造商声称自己符合EN 55032、CISPR 32以及FCC认证A类和B类设备等标准，但这些标准是针对AC配电网允许的最大噪声级别，这和DC/DC转换器的输入线无关。内部装有DC/DC转换器的系统能接受的噪声水平高度依赖于其他连接到DC输入线的设备（如有）的抗干扰能力和物理布局。例如，在较长的内部DC相互连接线上的传导噪声可能会导致外部辐射EMI（电磁干扰），而这一指标受法定标准约束，例如在欧盟的EMC（电磁兼容）指令中调用的标准。

因此，按照EN 55032之类的标准来进行测量仍然有其价值，哪怕只是作为主观评估或是竞品比较的方法。测量AC或DC输入设备噪声的关键是在输入线中插入LISN（线路阻抗稳定网络）。这是为了隔离供电阻抗的变化，使测试结果在不同的电气环境中保持一致。

LISN有不同的类型，常见的有V型和Δ型。通常的V型LISN排布方式如下图所示，DC/DC转换器接地端较远，因此会同时在正线和负线上测量噪声。当然，输入端可能根本没有接地，而且如果DC/DC转换器是隔离式的，在实际应用中，它的输出端可能有接地，也可能没有。这一点会直接影响到噪声水平的测量结果。

另外，不同LISN也存在差异。CISPR 16-1-2提供了一些示例，但对于不同DC/DC应用需要使用哪一种，并不总是明确的。AC输入设备通常使用有50 µH扼流圈的LISN，而DC/DC转换器中更常用用5 µH的LISN，而且这也是汽车EMI测试特别要求的（例如CISPR 25的规定）。

用于DC/DC转换器的V型LISN（典型参数）

在这里，我们要区分差模噪声和共模噪声。差模是指输入线之间的电压或电流，而共模是指两条绑在一起的输入线与接地之间的电压或电流。但是，DC/DC转换器的接地可能没有被明确定义。对于AC/DC转换器来说，V型LISN信号输出的电压等于共模值加上一半差模值，而Δ型LISN则能将两个模式分开，以独立测量。如果是DC/DC转换器，这个值取决于是否接地，以及在哪里接地。如果接地点在DC/DC转换器输入返回线，那么理论上不会有共模噪声。如果接地点在LISN上游，那噪声测量值会较高。如果DC/DC转换器是隔离式而且输出端有接地，那么噪声测量结果会更难以确定。通常，在系统层面上重要的是DC/DC转换器的差模噪声，因此必须要从LISN的测量结果中将其提取出来，并考虑接地位置的影响。

CISPR 25之类的标准还将噪声测量指定为DC/DC转换器输入端子流出的电流。这往往会更有用，因为它不像电压测量那样依赖其他点作为参考。但是，这种方法仍然需要LISN，因为电流受DC/DC转换器上游电路阻抗的影响。低功率DC/DC转换器通常以这种方式来规范输入噪声，但它们通常仅使用串联电感器而不是LISN。不同厂商对于电感量的指定值较为随意，而且它的自谐振频率、电感变化和电阻值也并未被明确规范，使得比较性的测量结果并不可靠。在低功率下，噪声电流通常仅仅以RMS值呈现，而且没有明确的测量带宽，这样的数值通常非常小，而在较广泛的频段中，峰值水平可能要高得多，使得测量意义大大降低。

DC/DC转换器输入中的传导式噪声是一个重要参数，会导致系统运行不稳定，因此必须测量并尽量降低。然而，怎样的噪声水平是可以接受的，只能具体系统具体判断。比较性的测量应当使用相同的接地方式，而且不能把测量结果作为反映最终应用噪声水平的判断标准。在最坏的情况下，这种做法会导致选用过大的滤波器，进而影响转换器的稳定性并引入额外的问题，例如谐振导致噪声峰值，以及在负载变化时引发瞬态电压。

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