開關電源EMI雜訊分析 及抑制,76081 張輝 劉興兵 李政,電源雜訊基本概念,電源雜訊是電磁干擾的一種，其傳導雜訊的頻譜大致為10kHz30MHz，最高可150MHz。,電源雜訊,電源雜訊，特別是瞬態雜訊干擾，其上升速度快、持續時間短、電壓振幅度高、隨機性強，對微機和數位電路易產生嚴重干擾。,電源噪聲分類,電源雜訊分析,開 關 電 源 拓 撲,單端正激式,單端正激式電路圖,電源雜訊分析,開關電源在電源線上的傳導雜訊頻譜圖,共模雜訊電流,寄生電容Cp,開關電源的寄生電容Cp分佈,電源正負輸入線,運算放大器芯片,PWM控制晶片,功率開關管晶片,共模雜訊電流,開關電源的寄生電容Cp分佈,雜訊電流,共模雜訊電流,開關電源 輸入直流變換回路,初級差模雜訊電流,初級差模干擾電流示意圖,在功率開關管Q1開關時，高頻脈衝的上升和下降所引起的基波及諧波會沿著輸入濾波電容Ci傳向輸入供電端，這種沿著輸入電源線正負端傳播的雜訊電流稱之為初級差模雜訊電流IDIFF,次級差模雜訊電流,初級差模干擾電流示意圖,V2將次級繞組的脈衝波整流成直流。 脈衝波為高電平時，V2導通，將能量傳給負載； 脈衝波為低電平時截止，輸出電流通過V3進行續流。 當整流二極體V2由導通變為截止時，由於二極體的載流子移動會產生很大的反向恢復電流，這個反向恢復電流會沿著輸出濾波電感和輸出濾波電容傳播到負載回路中。,沿著輸出線傳播的EMI雜訊電流包含有兩個部分： 正常傳送能量時所攜帶的開關基頻與諧波的雜訊電流； 二極體反向恢復電流所引起的雜訊電流。 這個沿著輸出線正負端傳播的雜訊電流是差模雜訊擾電流IDIFF。,雜訊抑制措施,抑制電磁干擾（EMI）雜訊應該從干擾源、傳播途徑和受擾設備入手,遮罩,接地,濾波,遮罩,遮罩示意圖,遮罩可以用來控制電場或磁場從空間的一個區域到另一個區域的傳播，這是克服電場耦合干擾、磁場耦合干擾以及電磁輻射干擾的最有效手段。,採用兩層遮罩技術，外層遮罩材料的磁導率不是很高，但是其達到磁飽和的磁場強度卻很高，內層遮罩材料採用高磁導率，以充分吸收雜訊。,遮罩的目的是利用導電材料或高磁導率材料來減少磁場、電場或電磁場的強度。,遮罩,遮罩實例比較,發揮遮罩效果的關鍵是如何設計遮罩盒的開口和連接部分之間的間隙。必須增多遮罩盒的連接部分，從而使開口和間隙的最長的邊減至最小。,接地,為了阻止電路塊之間出現雜訊干擾，必須減小各個電路塊之間的GND阻抗，以使來自各個電路塊的GND電流不會互相干擾。 通過加寬和縮短信號間的接地佈局，可減小接地阻抗，這將減小對地勢差。 通常採用混合接板地方式。,對於低頻地電流，小電容阻抗很大，該方式相當於並行單點接地； 對於高頻電流，該方式相當於多點接板地。,混合接地方式,EMI濾波器,在電源輸入端加裝EMI電源濾波器可以獲得雙重效果： 抑制開關電源產生的EMI干擾傳向電源端； 抑制來自電源端的EMI雜訊對開關電源造成的干擾。,EMI濾波器典型結構,加裝EMI電源濾波器是抑制EMI雜訊最好的方法之一。,EMI濾波器,去噪原理,濾波,加裝EMI濾波器後DC/DC變換器在電源線上的傳導雜訊頻譜圖,EMIFL（靜噪濾波器）,EMIFL是由村田製作所推出的產品，可有效濾除EMI雜訊，其內部結構與EMI濾波器一樣。,謝謝！,