所有作為(wei) 開關(guan) 模式電源的電源轉換器都會(hui) 引起幹擾。這種幹擾主要是由開關(guan) 頻率和開關(guan) 轉換的高頻率引起的。在開關(guan) 穩壓器環境中，有三條幹擾傳(chuan) 輸路徑：輻射發射、以及開關(guan) 穩壓器輸出側(ce) 和輸入側(ce) 上的傳(chuan) 導發射。

輻射發射在很大程度上取決(jue) 於(yu) 寄生元件，並可通過優(you) 化的電路板布局降低。有種高度創新的方法是采用 Analog Devices 的開關(guan) 穩壓器，可使輻射發射降低達 40 dB (即 10,000 倍)，此類穩壓器的運行依據是“silent switcher”原理。這裏，脈衝(chong) 輸入電流是非常對稱的，因此產(chan) 生的電場在很大程度上相互抵消。

傳(chuan) 導發射可借助濾波器來降低。然而，有幾件事情是必需考慮的。不僅(jin) 濾波器需要進行優(you) 化以降低特定頻率範圍內(nei) 的噪聲，而且它還影響著整個(ge) 電源的穩定性。開關(guan) 穩壓器具有一定的輸入阻抗 ZIN。它必須高於(yu) 輸入濾波器的輸出阻抗 ZOF。圖 1 的框圖顯示了這兩(liang) 種阻抗。

圖 1.使用一個(ge) 輸入濾波器來降低傳(chuan) 導發射。

在濾波器設計中必須考慮這兩(liang) 種阻抗。為(wei) 了簡化設計工作，LTpowerCAD? 增加了一項新功能，LTpowerCAD 是 Analog Devices 提供的一款開關(guan) 穩壓器計算工具。LTpowerCAD 可從(cong) Analog Devices 網站免費下載，近十年來一直被認為(wei) 是一款實用的開關(guan) 穩壓器設計工具。該工具最新增添的功能是“濾波器設計”。與(yu) 線路電壓密切相關(guan) 的關(guan) 鍵共模噪聲並不是非常依賴寄生效應，因此能夠可靠地計算，並且計算結果可很好地反映實際情況。

圖 2 顯示了采用 LTpowerCAD 完成的開關(guan) 穩壓器計算 (在輸入側(ce) 上布設一個(ge) 優(you) 化濾波器的情況下)。

如前文所述，不僅(jin) 需要實現低於(yu) 特定 EMI 規格等級的發射水平，而且，構成開關(guan) 穩壓器和濾波器的整體(ti) 電路穩定性也很重要。為(wei) 此，必須使圖 1 所示的阻抗匹配。濾波器的輸出阻抗 ZOF (阻抗輸出濾波器) 必須低於(yu) 濾波器的輸入阻抗 ZIN (阻抗輸入電源)。為(wei) 確保這一點，LTpowerCAD 在圖 3 所示的簡圖中提供了這種計算和表示。

圖 3.檢查各自的阻抗 ZIN 和 ZOF 以避免發生振蕩。

以前，有可用於(yu) 開關(guan) 穩壓器設計的計算工具和仿真工具。還可以使用 LTpowerCAD 等計算工具來計算適當的濾波器，這種新方式非常適合最大限度降低開關(guan) 模式電源中的傳(chuan) 導發射。

作者簡介

Frederik Dostal 曾就讀於(yu) 德國埃爾蘭(lan) 根-紐倫(lun) 堡大學微電子專(zhuan) 業(ye) 。他的工作生涯始於(yu) 2001 年，從(cong) 事電源管理業(ye) 務，在不同的應用職位上一直表現活躍，包括在亞(ya) 利桑那州鳳凰城工作了四年，致力於(yu) 開關(guan) 模式電源的研發。他於(yu) 2009 年加入 Analog Devices 公司，現擔任 Analog Devices 公司電源管理部現場應用工程師，工作地點位於(yu) 德國慕尼黑。