开关噪声EMC设计关键点

　　在之前的文章中我们解释了电容器，电感器，铁氧体磁珠和电阻器用于差分模式滤波器，用于开关电源的输入级，从这里，我们讨论使用电容器和电感器解决噪声的措施，解释可能被称为噪声对策的基本原理。这里我们使用一个简单的四元素模型。为了表示更高频率的共振，可以使用基于更多元素的模型。

　　了解电容器的频率特性

　　使用电容器处理噪声问题时，必须充分了解电容器特性。该图显示了电容器阻抗与频率之间的关系，并且是任何电容器的基本特性。

　　除了电容器的静电电容C之外，还有电阻元件ESR（等效串联电阻），电感元件ESL（等效串联电感）和EPR（等效并联电阻），它与静电平行存在电容。EPR意味着在电极之间存在绝缘电阻IR，或者在电极之间存在漏电流。可能通常使用术语IR。

　　C和ELS形成串联谐振电路，电容器的阻抗基本上具有V形频率特性，如图所示。直到谐振频率，表现出电容特性，并且阻抗下降。谐振频率的阻抗取决于ESR。

　　当超过谐振频率时，阻抗特性变为电感，并且随着频率上升，阻抗增加。电感阻抗特性取决于ESL。

　　可以使用以下等式计算共振频率：

　　该等式表明静电电容越小，电容器的ESL越小，谐振频率越高。当应用于消除噪声时，具有较小电容和较小ESL的电容器在较高频率下具有较低阻抗，因此更好地消除高频噪声。

　　这里的解释顺序是相反的，但采用电容器的噪声对策利用了“通过交流电流，并在更高频率下更容易通过”的基本电容特性。因此，电容器用于将不需要的噪声（AC分量）从信号或电源线分流到GND。

　　下图显示了具有不同静电电容的电容器阻抗的频率特性。在电容特性区域中，电容越大，阻抗越低。此外，电容越小，谐振频率越高，电感特性区域的阻抗越低。

　　我们对电容器阻抗的频率特性的解释可总结如下：

　　1.当电容和ESL较小时，谐振频率较高，并且高频区域中的阻抗较低。

　　2.电容越大，电容区域的阻抗越低。

　　3.ESR越小，谐振频率的阻抗越低。

　　4.ESL越小，电感区域的阻抗越低。

　　简而言之，阻抗较低的电容可以更好地消除噪声，但阻抗的频率特性取决于电容，因此验证电容特性非常重要，当选择用于处理噪声的电容器时，应根据阻抗的频率特性而不是电容选择器件。

　　当选择用于噪声对策的电容器时，必须考虑频率特性，同时理解所连接的不仅仅是电容，而是串联LC谐振电路。

　　开关噪声EMC设计关键点：

　　1.应根据阻抗的频率特性而不是电容选择用于处理噪声的电容器。

　　2.当电容和ESL较小时，谐振频率较高，而高频区域的阻抗较低。

　　3.电容越大，电容区域的阻抗越低。

　　4.ESR越小，谐振频率的阻抗越低。

　　5.ESL越小，感应区域的阻抗越低。