text: 万字长文！正确的布局和元件选择是控制EMI的关键
  了解稳压器拓扑的物理特性对于设计符合EMI和EMC标准的电源系统非常重要。特别是，开关稳压器背后的物理原理（降压、升压、反激和SEPIC拓扑）指导元件选择、磁性设计和印刷电路板布局。在优化电路性能时，漏感、ESR 和 ESL 等寄生元件非常重要。大多数便携式设备包括稳压器或其他形式的电源，并且与小型光刻IC相关的较低电源电压也要求在许多非便携式设备中使用这些电源电路。虽然许多设计人员并不完全了解，但不同类型的稳压器和电源之间的权衡会对电池寿命、是否符合电磁干扰/电磁兼容性（EMI/EMC）法规，甚至对设计中产品的基本操作产生重大影响。以下概述涵盖了控制电源中电噪声产生和传播的机制和物理原理。1、稳压器最常见的功率转换器是稳压器。它接受在给定范围内变化的电压，并产生不变的输出电压。稳压器包括两大类：开关型和所有其他型（主要是线性和并联型）。与开关稳压器不同，线性稳压器和并联类型受限于其输出电压必须小于输入电压。此外，大多数开关稳压器的效率优于等效线性或并联稳压器。然而，线性/并联类型的低噪声和简单性使其成为开关稳压器的有吸引力的替代方案。最简单的稳压器类型是并联稳压器，它仅调节通过电阻器的电流，将输入电压降至稳定的输出电平。齐纳二极管也可以通过这种方式工作，但齐纳二极管的功耗很高，并且其负载调节（输出电压随负载电流变化而变化）较差。一些并联稳压器允许您使用分压器设置调节电压，但这些类型通常显示为更复杂的稳压器或电源中的构建模块。通常，并联稳压器适用于负载电流变化较小的低功率系统。然而，通过添加将分流器转换为线性稳压器的有源调整元件（通常是双极晶体管），可以扩大这种狭窄的应用范围。2、线性稳压器线性稳压器使用有源调整元件（双极性或MOSFET）将输入电压降至稳压输出电压。在这些器件中，低压差（LDO）类型在过去十年中变得流行起来。压差是指维持稳压的最小差值（输入和输出电压之间）。高达1V的压差被称为LDO，但更典型的值在100mV至300mV之间。由于线性稳压器的输入电流近似等于其输出电流，因此其效率（输出功率除以输入功率）是输出/输入电压比的函数。因此，压差很重要，因为更低的压差意味着更高的效率。但是，如果输入电压远高于输出电压，或者变化很大，则很难实现最大效率。LDO稳压器的另一个功能（有待讨论）是作为开关稳压器产生的噪声的屏障。在这种情况下，LDO稳压器的低压差特性提高了电路的整体效率。3、开关稳压器如果线性或并联稳压器的性能不足以满足应用需求，则设计人员必须求助于开关稳压器。然而，随着性能的提高，尺寸和成本更大，对电噪声的敏感性（和产生）更高，以及复杂性普遍增加。开关稳压器或电源产生的噪声可以通过传导或辐射产生。传导发射可以采用电压或电流的形式，其中每一种都可以进一步分类为共模或差模传导。更复杂的是，连接线的有限阻抗使电压传导导致电流传导，反之亦然，差模传导导致共模传导，反之亦然。但是，通常可以优化电路以减少其中一种或多种辐射。与便携式系统相比，传导发射通常会给固定系统带来更大的问题。由于便携式设备使用电池供电，因此其负载和电源没有用于传导排放的外部连接。要了解开关稳压器中的噪声源，必须首先了解其工作原理。对许多类型的开关稳压器的描述超出了本文的范围。但是，基本上，开关稳压器通过使用有源元件（晶体管和二极管）将电流通过存储元件（电感器和电容器）来将源电压/电流转换为负载电压/电流。为了说明这一点，MAX1653 DC/DC转换器控制器构成一个典型的同步整流降压转换器（图1）。图1.这款说明性降压型开关稳压器具有外部开关晶体管 （N1） 和同步整流器 （N2）在正常工作期间，当高端开关（N1）导通时，电路从输入传导到输出，当N1关断且同步整流器（N2）导通时，电路继续通过电感传导。电流和电压波形的一阶近似值（图2）导致一个错误的假设，即所有组件都是理想的，但这些组件的寄生效应将在后面介绍。图2.图1电路的这些波形基于理想元件的假设由于N1仅部分导通，输入源和输入电容（C在） 参见不连续电流。C在提供过电流（IL-我输入） 当 N1 导通时，它在 N1 关断时存储来自输入电流的电荷。如果 C在具有无限值，等效串联电阻（ESR）和等效串联电感（ESL）为零，在这些部分充电和放电循环中，其两端的电压将保持恒定。当然，实际电压在每个周期内都会波动。电流脉冲在C之间分频在和输入源，基于转换器开关频率或高于转换器开关频率的相对电导。消除这些传导辐射的一种方法是蛮力方法：在输入端连接低阻抗旁路电容器。然而，一种更微妙的方法可以节省成本和电路板面积：在源极和转换器之间增加阻抗，确保必要的直流电流可以通过。最好的阻抗是电感，但要注意转换器的输入阻抗在环路交越频率之前保持较低水平。（大多数 DC/DC 开关转换器的环路交越频率在 10kHz 和 100kHz 之间。否则，输入电压波动会破坏输出电压的稳定性。输出电容上的电流纹波 （C外） 比 C 上的小得多在.它的振幅较低，并且（与输入电容器不同）其电流是连续的，因此谐波含量较低。通常，线圈的每个匝都覆盖有电线绝缘层，在每对匝之间形成一个小电容器。将这些寄生电容串联形成一个与电感并联的小等效电容，为电流脉冲传导至C提供了一条路径外和负载。因此，开关节点（LX）处电压波形的不连续边沿将高频电流传导至C外和负载。通常的结果是输出电压出现尖峰，能量在20MHz至50MHz范围内。通常，这种类型的转换器的负载是某种形式的微电子器件，容易受到传导噪声的影响，幸运的是，转换器的传导噪声在输出端比在输入端更容易控制。至于输入，输出传导噪声可以通过非常低的阻抗旁路或二次滤波来控制。但是，应该谨慎使用二次（后）过滤。输出电压是控制环路中的一个稳压变量，因此输出滤波器会增加环路增益的延迟或相位（或两者），从而可能破坏电路的稳定性。如果在反馈点之后放置一个高Q值LC后置滤波器，电感的电阻会降低负载调整率，瞬态负载电流会导致振铃。4、其他拓扑其他开关转换器拓扑存在与降压转换器类似的问题。例如，升压转换器（图3）具有降压转换器的基本结构，但输入和输出互换。因此，降压转换器输入端的问题也适用于升压转换器的输出，反之亦然。图3.该升压型开关稳压器缺乏同步整流，但在其他方面类似于降压型，输入和输出互换降压转换器是有限的，因为它们的输出电压必须小于输入电压。同样，升压转换器的输出电压必须大于其输入电压。当输出电压落在输入电压范围内时，这一要求是有问题的。解决此问题的拓扑是反激式转换器（图 4）。图4.反激式稳压器为高于和低于输出电压的输入保持调节由于输入和输出端的电流都是不连续的，使得传导发射更难控制，因此该转换器的噪声通常比升压或降压型的噪声差。该转换器的另一个问题是每个变压器绕组中的电流是不连续的，这些不连续性与变压器的漏感一起产生高频尖峰，这些尖峰可以传导到其他电路。初级和次级绕组的物理分离会导致这种漏感。因此，漏感是由空气中的磁场引起的（因为磁芯中的磁场耦合了初级和次级绕组）。因此，漏感引起的尖峰会引起磁场辐射。解决输入和输出电压重叠问题的另一种拓扑是单端初级电感转换器（SEPIC）。与反激式电路类似，SEPIC转换器在变压器的初级绕组和次级绕组之间连接一个电容器（图5）。该电容器在反激电流关闭期间为初级和次级绕组中的电流提供路径，通过使初级和次级电流连续来改善反激电路。另一方面，向反激式电路增加输入或输出电容通常可以充分改善其辐射，使该拓扑结构同样可以接受。但是，如果传导和辐射噪声预计会成为问题，则SEPIC电路可能比反激电路更可取。图5.与反激式稳压器类似，单端初级电感转换器（SEPIC）具有连续的初级和次级电流，产生的噪声较小5、线性后置调节对于某些必须将输出噪声降至最低的应用，使用线性稳压器的效率差是不可接受的。开关稳压器后接线性后置稳压器适用于这些情况。后置稳压器衰减开关稳压器产生的高频噪声，使噪声性能接近单独的线性稳压器的性能。然而，由于大多数电压转换发生在开关稳压器中，因此效率损失远小于单独的线性稳压器。该方案还可以在输入和输出电压重叠的应用中取代反激式和SEPIC转换器。升压转换器在输入小于输出时工作，线性稳压器在输入大于输出时工作。升压转换器和低压差 （LDO） 线性稳压器可以组合在单个 IC 中（图 6）。该器件还包括一种跟踪模式，在该模式下，升压转换器输出电压始终比LDO输出电压高300mV。因此，LDO稳压器保持足够的PSRR和裕量（输入减去输出电压），以在所有条件下衰减升压转换器的噪声。图6.作为输入范围与输出电压重叠时保持稳压的第三种选择，该IC集成了一个开关稳压器（用于升压）和一个线性稳压器（用于降压）6、共模噪声根据定义，共模导通在输入或输出的两个连接上都是同相的。通常，它仅对具有接地路径的固定系统构成问题。在带有共模滤波器的典型离线电源（图 7）中，共模噪声的主要来源是 MOSFET。MOSFET通常是电路中主要的功耗元件，它需要一个散热器。图7.这种典型的离线电源中的共模滤波器可降低输入和输出两侧共有的噪声对于 TO-220 器件，散热器片将连接到 MOSFET 漏极，并且在大多数情况下，散热器会将电流传导至接地。由于MOSFET既绝缘又与散热器电气隔离，因此它对地有一定的电容。当它打开和关闭时，快速变化的漏极电压驱动电流通过寄生电容（C小一） 接地。由于交流线路对地阻抗低，这些共模电流从交流输入流向大地。变压器也通过寄生电容（CP2A和 CP2B）在其隔离的初级和次级绕组之间。因此，噪声可以传导到输出和输入。在图7中，共模传导噪声由噪声源（电源）和输入或输出之间的共模低通滤波器衰减。共模扼流圈（CML1和CML2）通常缠绕在单芯上，极性如图所示。负载电流和驱动电源的线路电流都是差模电流（即流入一条线路的电流流出另一条线路）。通过将共模扼流圈绕在单个磁芯上，差模电流产生的磁场被抵消，允许使用较小的磁芯，因为其中存储的能量非常少。许多为离线电源设计的共模扼流圈在绕组之间采用物理隔离方式。这种结构增加了差模电感，这也有助于降低传导差模噪声。由于磁芯连接两个绕组，因此差模电流和电感引起的磁场在空气中而不是磁芯中，从而产生辐射发射。电源负载中产生的共模噪声可以通过寄生电容（CP2A和 CP2B） 在变压器中。变压器中的法拉第屏蔽（初级和次级之间的接地层）可以降低这种噪声（图 8）。屏蔽形成从初级和次级到地的电容器，这些电容器将共模电流分流到地，而不是允许它们通过变压器。图8.初级和次级之间的法拉第屏蔽可阻断共模噪声，否则共模噪声会通过变压器的寄生绕组间电容正如传导发射可以是电压或电流的形式一样，辐射发射可以是电场或磁场的形式。然而，由于场存在于空间中而不是导体中，因此差模场和共模场之间没有区别。电场存在于两个电位之间的空间中，磁场存在于穿过空间的电流周围。电路中可以存在这两个场，因为电容器在电场中存储能量，而电感器/变压器在磁场中存储/耦合能量。7、电场由于电场存在于具有不同电位的两个表面或体积之间，因此通过用接地屏蔽包围设备来控制设备内产生的电场噪声相对容易。这种屏蔽是CRT、示波器、开关电源和其他具有波动高压的设备结构中的常见做法。另一种常见的做法是在电路板上使用接地层。电场与表面之间的电位差成正比，与表面之间的距离成反比。例如，它们存在于源和任何附近的接地层之间。因此，多层电路板允许您通过在电路或走线和任何大电位之间放置接地层来屏蔽电路或走线。然而，在使用接地层时，应注意高压线路上的容性负载。电容器将能量存储在电场中，因此将接地层放置在导体附近会在导体和接地之间形成电容器。导体上的大dV/dt信号会导致大传导电流接地，从而降低传导发射，同时控制辐射发射。如果存在电场发射，则最有可能的罪魁祸首是系统中的最高电位。在电源和开关稳压器中，请注意开关晶体管和整流器，因为它们通常具有高电位，并且由于散热也可能具有较大的表面积。表面贴装器件也可能有这个问题，因为它们通常需要大量的电路板铜来散热。在这种情况下，还要注意任何大面积散热器层与接地层或电源层之间的电容。8、磁场电场相对容易控制，但磁场是一个不同的命题。将电路封装在高μ材料中可以提供有效的屏蔽，但这种方法既困难又昂贵。通常，控制磁场发射的最佳方法是从源头上将其最小化。通常，这要求您选择设计为最小化辐射磁场的电感器和变压器。同样重要的是，电路板布局和互连布线的配置应最小化电流环路的尺寸，尤其是在大电流路径中。大电流环路不仅会辐射磁场，而且还会增加导体的电感，这会导致携带高频电流的线路出现电压尖峰。9、电感没有变压器或电感器设计经验的电路设计人员可能会选择现成的变压器和电感器。即便如此，一些磁性知识可以使设计人员为应用选择最佳组件。减少电感器辐射的关键是使用高μ材料，将磁场保持在磁芯中，远离周围空间。在高μ材料中，磁场具有成比例的更高密度。这很像并联电导：1S电导（即1Ω电阻）与1mS导体（1kΩ电阻）并联的电流是1000mS导体的1倍。磁场密度以 1000：1 的比例在 1000μ、1in² 磁芯和 1μ、1in² 磁芯之间划分。高μ材料不能存储大量能量，因此对于小型电感器，必须使用具有气隙的高μ磁芯。要了解原因，请看图 9。B场（X轴）与V×t/N成正比，其中N是匝数。H 场（Y 轴）与 N×i 成正比。因此，曲线的斜率（与μ成正比）也与电感成正比（L = V/[di/dt]）。在该铁氧体（或任何其他高μ磁芯）上增加间隙会降低斜率，从而降低有效μ，从而降低电感。电感随斜率的变化而减小，最大电流随斜率的变化而增加，饱和B场保持不变。因此，电感中存储的最大能量（<>/<>LI²）增加。这种增加也可以通过向电感施加电压并注意到达Bsat的时间量来说明。储存在核心中的能量是（V×i）dt的积分。由于在相同的电压和时间内，与间隙磁芯相关的电流更高，因此相应的存储能量水平更高。图9.对铁氧体磁芯进行挤压，迫使磁通量从磁芯中流出，并允许电感器或变压器将能量存储在器件周围的磁场中然而，对磁芯进行咬合会增加电感周围空间中的磁场辐射。例如，线轴芯，其大气隙使其成为臭名昭著的磁场辐射发生器，因此在某些对噪声敏感的应用中通常避免使用。线轴磁芯只是一块线轴形的铁氧体，是最简单、最便宜的气隙铁氧体磁芯之一。导线缠绕在中心柱上以构成电感器。成本低，因为导线可以直接缠绕在芯上，除了端接导线外，无需额外的工作。在某些情况下，导线端接在磁芯底部的金属化区域，允许电感进行表面贴装。在其他表面贴装元件中，电感器安装在陶瓷或塑料针座上，导线端接在其上。一些制造商在线轴磁芯周围放置铁氧体屏蔽，以帮助减少磁场辐射。这种措施有所帮助，但它也减少了间隙，从而减少了可以存储在核心中的能量。由于铁氧体本身可以存储很少的能量，因此屏蔽和磁芯之间通常会保留一个小间隙，这使得这种类型的电感器中存在一些不必要的磁场辐射。然而，根据可接受的发射水平，线轴磁芯可以很好地折衷成本和EMI。可以根据应用的要求对各种其他芯材形状进行气隙（或不气隙）。例如，电位型芯、E-I 型芯和 E-E 型芯都具有可以间隙的中心支腿或柱子（图 10）。对完全被线圈包围的磁芯中心进行划网有助于减少从气隙辐射的排放。这些电感器通常更昂贵，因为线圈必须与铁芯分开缠绕，并且磁芯部件组装在线圈周围。为了便于设计和组装，可以购买带有预间隙中心支腿的磁芯。图 10.不同的磁芯几何形状可在储能、磁场发射和易于组装之间取得权衡。一切都可以缝隙也许减少辐射发射的最佳磁芯是分布间隙环形线圈。该芯是通过将填料和高μ金属粉末的混合物压制成环形线圈的甜甜圈形状而制成的。由非磁性填料隔开的金属粉末颗粒之间有小的气隙，形成一个整体的“气隙”，均匀分布在整个芯中。线圈穿过该磁芯的中心和外部，使磁场沿线圈中间绕圈行进。只要线圈缠绕在环形线圈的整个圆周上，它就会通过完全包围磁场来保护外部。典型的分布间隙环形磁芯的损耗有时高于气隙铁氧体，因为环形线圈中的金属晶粒容易受到涡流的影响，涡流会产生热量并降低电源效率。环形线圈的缠绕成本也很高，因为电线必须穿过磁芯的中心。机器可以做到这一点，但它们比传统的线圈绕线机更慢、更昂贵。一些铁氧体环形磁芯具有离散的气隙。由此产生的磁场发射高于分布间隙磁芯的磁场发射。然而，典型的气隙环形线圈具有较低的损耗，因为它们比其他分立气隙铁氧体磁芯更好地包含磁场。线圈通过屏蔽间隙来减少发射，环形形状有助于将磁场保持在磁芯内。10、变压器变压器与电感器有许多共同的局限性，因为它们缠绕在同一磁芯上。然而，有些问题是变压器独有的。实际变压器的性能可以接近理想变压器的性能——初级和次级耦合电压，电压比与每个绕组中的匝数比成正比。变压器的等效电路（图11）将绕组间电容建模为C洼和 C工 务 局.这些参数带来的问题主要是隔离电源中的共模辐射问题。绕组电容 CP和 CS体积小，在开关电源和稳压器的工作频率下通常可以忽略不计。磁化电感LM很重要，因为过多的磁化电流会导致变压器饱和。对于电感器，饱和会增加变压器的磁场发射。饱和还会导致更高的磁芯损耗、更高的温度（有可能出现热失控）以及绕组之间的耦合退化。图 11.变压器等效模型中的寄生元件会改变其理想行为漏感是由一个绕组连接而不是另一个绕组的磁场引起的。虽然一些耦合电感器和变压器（如前面讨论的共模扼流圈）是为高水平参数而设计的，但漏感LLP和 LLS是开关电源中最成问题的寄生元件。连接两个绕组的磁通量将这些绕组耦合在一起。所有变压器绕组都围绕铁芯，因此任何漏感都在磁芯外的空气中，在那里它会导致磁场发射。漏感的另一个问题是电流快速变化时产生的大电压，就像大多数开关电源的变压器一样。这种电压会使开关晶体管或整流器过大应力。耗散缓冲器（通常是串联电阻器和电容器）通常用于通过耗散电压尖峰的能量来控制该电压。另一方面，一些开关设备设计用于承受重复的雪崩击穿，并且可以在没有外部缓冲器的情况下耗散能量。变压器的漏感可以通过短路次级并测量初级电感来确定。该测量包括通过变压器耦合的任何次级漏感，但在大多数情况下，无论如何都必须考虑这种泄漏，因为它会增加初级电压尖峰。相应的尖峰能量计算为E = 1/2LI²，因此漏感损失的功率是每个尖峰的能量乘以开关频率：P = 1/2LI²f。变压器要求取决于电源拓扑。直接耦合变压器两端能量的拓扑结构，如半桥、全桥、推挽或正激转换器，需要非常高的磁化电感来防止饱和。变压器的初级和次级同时在这些电路中传导电流，直接通过变压器耦合能量。由于铁芯中存储的能量很少，因此变压器可以更小。这些变压器通常缠绕在铁氧体或其他高μ材料的未磁芯上其他电源拓扑要求变压器铁芯存储能量。反激式电路中的变压器在开关周期的前半段通过初级存储能量。在循环的后半部分，能量被回收并通过次级馈送到输出。与电感器一样，未连接高μ磁芯不适合在变压器中存储能量。相反，内核必须离散地间隙或具有分布式间隙。由此产生的元件将比具有等效未映射磁芯的元件大，但它可以节省额外的电感以及成本和空间。11、布局元件选择对于控制EMI非常重要，但电路板布局和互连同样重要。特别是对于开关电源中经常使用的高密度多层电路板，布局和元件放置对于电路的正常运行和交互至关重要。电源开关会在电路板走线中产生较大的dV/dt和di/dt信号，从而通过耦合到其他走线而导致兼容性问题。但是，通过格外小心关键路径的布局，可以避免兼容性问题和昂贵的电路板修订。系统中的辐射和传导发射之间可以区分，但是当谈到电路板和布线中的干扰时，这种区别就模糊了。耦合电场的相邻走线也通过寄生电容传导电流。同样，由磁场耦合的走线有点像变压器。这些相互作用可以用集总分量或通过场论来描述。采用哪种方法取决于哪种方法更准确地描述交互。串音两个或多个靠近的导体以电容方式耦合;因此，一个上的大电压变化会将电流耦合到另一个。如果导体的阻抗较低，则耦合电流仅产生很小的电压。电容与导体之间的距离成反比，与导体面积成反比，因此可以通过保持相邻导体的面积小而间隔大来最小化传导噪声。减少导体之间耦合的另一种方法是添加接地层或屏蔽层。导体之间的接地走线（或在某些情况下为电源总线或其他低阻抗节点）可以通过将它们电容耦合到地而不是彼此耦合来防止它们的相互作用。但要谨慎行事。携带快速dV/dt变化的走线位于靠近具有高阻抗接地互连的平面附近，可以将这些变化耦合到接地层。反过来，接地层可以将信号耦合到敏感线路，从而加剧而不是帮助噪声问题。如果接地层不承载大电流，则很容易通过一根小导线将其接地。然而，小导线的高电感会导致接地层在快速变化的电压下看起来像一个高阻抗。必须注意确保接地层不会将噪声注入电路的敏感部分。例如，输入和输出旁路电容器经常通过接地层传递电流，高频电流成分会影响敏感电路。为了防止这个问题， 电路板通常包括用于电源和信号接地的独立平面.这些平面连接在单个点上，可最大限度地减少电源接地层上产生的电位注入信号地的噪声。这种做法类似于星形接地，其中所有组件都连接到单个点的地（所有迹线都以“星形”模式离开该点）。星形接地与单独的电源和信号接地平面具有相同的效果，但对于包括大量接地组件的大型复杂电路板来说，这并不实用。如果已知节点对注入噪声敏感，则应将连接到该节点的走线和电线从具有高压变化的节点引出。如果无法做到这一点，请添加良好的接地或屏蔽。节点的良好电容旁路也可以降低其对串扰的敏感性。通常，在节点和接地之间或节点与电源总线之间连接一个小电容器形成合适的旁路。选择旁路电容器时，请确保它在可能存在问题的频率范围内具有低阻抗。等效串联电阻（ESR）和等效串联电感（ESL）会导致高频下的阻抗高于预期，因此陶瓷电容器的低ESR和ESL对于旁路应用很有吸引力。陶瓷电介质对性能也有重大影响。较高电容的电介质（如Y5V）允许电容随电压和温度发生较大变化。在最大额定电压下，用这些陶瓷制成的电容器可以表现出低至其无偏置电容的15%。电容值越小，介电效果越好，产生的串扰衰减不依赖于偏置和温度，在许多情况下将提供更好、更一致的旁路。旁路电容器的放置也至关重要。为了衰减高频噪声，必须将有问题的信号路由到旁路电容器。在图12a中，与电容串联的走线长度增加了其ESR和ESL，增加了高频下的阻抗，降低了电容作为高频旁路的有效性。更好的布局使走线穿过电容器，因此走线的杂散ESR和ESL有助于旁路电容器的滤波器作用，而不是降低其性能。图 12.旁路连接不良（a）会增加电容器的走线电感和电阻。在较好的连接（b）中，走线寄生效应会增加电容器的滤波器作用不应绕过某些节点，因为这样做会改变其频率特性。一个例子是反馈电阻分压器。在大多数开关电源中，电阻反馈分压器将输出电压降至误差放大器可接受的水平。添加到该反馈节点的大旁路电容器与该节点的电阻形成一个极点。由于分频器是控制环路的一部分，因此该极点成为环路特性的一部分。如果极点频率比交越频率高出不到十倍频程，则其相位或增益效应会对环路稳定性产生不利影响。12、电感开关电源中的某些电流可快速打开和关闭。这些电流路径中的杂散电感会感应出较大的噪声电压，这些噪声电压耦合到敏感电路中并对组件施加压力。承载直流电流的线路很少导致问题，因为直流不会导致电压尖峰或将交流电耦合到其他走线。例如，与电感串联的线路不是问题，因为杂散电感远小于电感值。大串联电感还可以防止电流不连续。如果电路产生不连续电流，请尽量防止电流在大回路中传播。大电流环路产生较大的电感值，从而增加任何随之而来的磁场辐射。此警告也适用于元件放置，因为电流通常在晶体管和二极管等有源器件之间切换。考虑图1中的降压转换器。当高端 MOSFET 开关 （N1） 导通时，电流通过输入、N1、电感和负载传播。N1 关断后，二极管 （D） 传导电流，直到同步整流器 （N2） 导通。然后电流流过 N2，直到关闭;然后二极管承载电流，直到循环再次开始。请注意，流经电感和输出电容的电流是连续的，因此不应成为噪声的主要贡献因素。如果N1，N2和D彼此相距一定距离，则周围的磁场必须快速移动，以响应它们内部的快速电流变化。由于产生的电压与磁场随时间的变化成正比（dΨ/dt），因此这些快速的场波动会产生较大的电压尖峰。请注意，输入源和输出负载承载高频电流。这些电流应通过输入和输出旁路电容;否则，它们通过输入或输出线（或两者）传导。请参阅有关传导发射的部分。输入和输出旁路电容器的阻抗很重要。它们应该足够大，以保持输入和输出的低阻抗，但较大的电容器（例如钽或电解类型）比较小的陶瓷类型具有更高的ESR和ESL。因此，必须确保电容器的阻抗在相关频率下足够低。小结一种替代方案是将陶瓷电容器与电解电容器或钽电容器并联，因为陶瓷电容器在高频下具有较低的阻抗。然而，在大多数情况下，这种布置并不比多个电解或钽电容器并联以降低ESR和ESL，或多个陶瓷电容器并联以增加总电容更好。【文章整理】电磁兼容之家【声明】文章信息来源于互联网，目的在于传递更多信息，不代表本订阅号赞同其观点和对其真实性负责。如转载内容涉及版权等问题，请立即与我们联系，我们将迅速采取适当措施。