加入磁珠导致电源芯片纹波变大的原因分析

电路设计时，我们常常在芯片电源的输入放一个磁珠和电容，用以滤除电源上的高频噪声。

但是有时候会发现，加了磁珠后，芯片电源输入处纹波竟然变大了，超出了电源纹波范围，导致芯片工作异常。

把磁珠换成0R电阻后又没有这种问题。

为了弄清这个问题，我们看一下磁珠的等效电路，它等效为电阻电容和电感的并联，Rdc是直流电阻，一般很小。

我们看到它的阻抗曲线，当频率比较低的时候，磁珠的阻抗主要由感抗决定，磁珠呈感性，相当于一个电感，这个电感感值一般在几百nH。

而频率比较高时，阻抗由电阻决定。

我们再看到前面芯片电源输入的电路，频率比较低时我们把磁珠可以等效成一个电感。

大家有没有发现，其实这就是一个LC低通滤波电路。

而LC低通滤波电路的增益曲线是这样的

这个冒出来的点对应的频率为电感和电容的谐振频率，为1/2Π根号(LC)，如果输入为谐振频率点附近的信号，那么这个LC电路会把这个信号放大，理论上谐振频率处的放大倍数为无穷大。

假设磁珠在频率比较低时感值为800nH，后面加的电容为100nF，那么我么可以计算出，这个电路的谐振频率为580KHZ。

如果我们前级的电源是BUCK电源提供的的，电源的开关频率正好落在谐振频率附近，那么输出电压的纹波经过磁珠到芯片电源输入处就会被放大。

也就是我们前面讲到到的电源经过磁珠后纹波变大的现象。

要解决这种问题其实也很简单，只需要把磁珠和电容的谐振频率点与电源的开关频率错开就可以了。

我们一般把后面的这个电容变大一点，比如从100nF变成10uF就可以让谐振频率变成57KHZ，从而可以和电源开关信号的频率错开，避免产生谐振。