开关电源噪声对策的几个步骤
mouser 2021-09-13

从本文开始进入新篇章“噪声对策”。这里所说的“噪声对策”是指针对“开关电源”噪声的对策。不过基础部分和思路与一般噪声是相通的。新篇章的第1篇将介绍“噪声对策的步骤”。

噪声对策和产品开发阶段

在介绍噪声对策步骤之前,先来了解一下从产品的设计/开发到量产的过程中,应该在哪些阶段采取噪声对策。

右图是相对于设计/开发、评估、量产的时间轴,采取噪声对策的灵活性(即可以采取的对策的选项多少)以及对策所需成本的示意图。纵轴可以理解为越往上越“高”。

由图可见,随着开发进程的推进,可使用的噪声对策技术和手段越来越有限,对策成本也越来越高。开始量产后发现噪声问题,想采取对策,但无奈产品已成型,束手无策,最终只能变更PCB板...等等,这样的事情谁也不希望发生。

“”

大原则是,在产品开发的初期阶段,预先进行充分的探讨与评估,这样,即使发现噪声问题,也可以从容有效地采取噪声对策。另外还有一点非常重要,那就是掌握噪声的种类和性质,并针对不同的噪声采取不同的有效对策。如果盲目地采取对策,常常会发生不仅降噪效果差,甚至导致噪声反而恶化的情况。

噪声对策步骤

如前所述,盲目的对策只会增加损失。在确定对策之前,需要遵循以下几个步骤:

●步骤1:把握开关波形的频率成分

需要确认开关频率、上升/下降、过冲/下冲、振铃等与基波同时产生的不同现象的频率成分。这有助于根据希望解决的目标噪声的频率来确定不同的对策方法和相应部件,如果选择不当,效果则可能不理想。

●步骤2:把握噪声产生源与传导路径

确认所产生的开关噪声是从哪一路径传导到一次侧或二次侧的。噪声对策需要在噪声的传导路径实施。而且,必须对所有的传导路径采取对策。哪怕忽略了一处传导路径,对策也是不完全的。

●步骤3:强化GND

噪声对策的最后一步是增加降噪部件,但在此之前应该先探讨加强PCB(印刷电路板)的GND。优异的GND设计不仅可降低噪声,还是提升性能和稳定性的重要环节。通过强化GND,可降低环路的阻抗。另外,还可有效提升滤波器的效果。

●步骤4:增加滤波器等降噪部件

最后是根据噪声的种类和性质,探讨相应的噪声对策部件并在电路中添加相应部件,比如通过滤波器来滤除、通过旁路电容来旁路滤除、通过芯片磁珠等的电阻成分来吸收噪声等。滤波器、旁路电容的效果等如步骤3所述,会受GND好坏的影响,所以请务必先强化GND。

关键要点:

・随着开发进程的推进,可使用的噪声对策技术和手段越来越有限,对策成本也越来越高。

・在产品开发的初期阶段,预先进行充分探讨与评估,可以从容有效地采取噪声对策。

・掌握噪声的种类和性质,并针对不同的噪声采取不同的有效对策是非常重要的。

・噪声对策按照“把握频率成分→把握产生源和传导路径→强化GND→增加降噪部件”的步骤进行。 

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