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什么是開(kāi)關(guān)噪聲？

DC-DC轉(zhuǎn)換器中開(kāi)關(guān)噪聲的產(chǎn)生原理

差模噪聲與共模噪聲：成因及對(duì)策

什么是串?dāng)_（平行布線間產(chǎn)生的感應(yīng)噪聲）

使用電容器的開(kāi)關(guān)噪聲對(duì)策

針對(duì)輻射噪聲（噪聲電場(chǎng)強(qiáng)度）的對(duì)策

總結(jié)：開(kāi)關(guān)噪聲對(duì)策與電路板布局的重要性

開(kāi)關(guān)噪聲是由電流突然通斷（ON/OFF）切換引發(fā)的高頻振鈴，尤其常見(jiàn)于開(kāi)關(guān)電源及高速工作的半導(dǎo)體器件中。這類噪聲雖可通過(guò)優(yōu)化電路板布線實(shí)現(xiàn)降噪，但針對(duì)泄漏的輻射噪聲，需采取專門的應(yīng)對(duì)措施。此外，平行布線之間會(huì)產(chǎn)生串?dāng)_，進(jìn)而引發(fā)感應(yīng)噪聲。本文以DC-DC轉(zhuǎn)換器為例，詳細(xì)闡述開(kāi)關(guān)噪聲的產(chǎn)生原理、電子電路設(shè)計(jì)中開(kāi)關(guān)噪聲對(duì)電磁兼容性（EMC）等方面的影響，以及針對(duì)這些問(wèn)題的有效解決方案。

什么是開(kāi)關(guān)噪聲？

開(kāi)關(guān)噪聲是電子電路及電源IC（集成電路）工作過(guò)程中，由不必要的電流波動(dòng)引發(fā)的高頻振鈴。這類噪聲常見(jiàn)于DC-DC轉(zhuǎn)換器、AC-DC轉(zhuǎn)換器等高速運(yùn)行的半導(dǎo)體器件中。開(kāi)關(guān)噪聲可能降低電路穩(wěn)定性，還可能引發(fā)電磁兼容性（EMC）中的電磁干擾（EMI）相關(guān)問(wèn)題。

開(kāi)關(guān)噪聲的產(chǎn)生原因

開(kāi)關(guān)噪聲的常見(jiàn)原因是由開(kāi)關(guān)電源等可高速通斷的半導(dǎo)體器件工作所導(dǎo)致。由此會(huì)產(chǎn)生急劇的電流或電壓變化，進(jìn)而引發(fā)紋波與噪聲。

噪聲對(duì)策（噪聲消除與降低）

針對(duì)開(kāi)關(guān)噪聲的降低與消除，可采取以下幾項(xiàng)對(duì)策：

1. 使用濾波器：通過(guò)低通濾波器或高通濾波器，去除不必要的頻率成分。

2. 配置電容器：在電路的關(guān)鍵位置配置電容器，吸收電壓波動(dòng)。

3. 電路板布局的噪聲對(duì)策：盡量縮短布線長(zhǎng)度，通過(guò)優(yōu)化布局降低開(kāi)關(guān)噪聲（傳導(dǎo)噪聲）。

4.緩沖電路：使用緩沖電路吸收振鈴，從而可以降低開(kāi)關(guān)噪聲（輻射噪聲）。

5. 自舉電路的噪聲對(duì)策：插入電阻，能夠降低開(kāi)關(guān)噪聲（輻射噪聲）。

DC-DC轉(zhuǎn)換器中

開(kāi)關(guān)噪聲的產(chǎn)生原理

開(kāi)關(guān)噪聲的產(chǎn)生原因，是電子電路或電源IC工作過(guò)程中出現(xiàn)的不必要電流波動(dòng)，進(jìn)而引發(fā)高頻振鈴。下面將以DC-DC轉(zhuǎn)換器為例，對(duì)開(kāi)關(guān)噪聲進(jìn)行說(shuō)明。

首先，我們將借助同步整流型降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器的等效電路，確認(rèn)開(kāi)關(guān)電流的路徑。

設(shè)高邊開(kāi)關(guān)為SW1，低邊開(kāi)關(guān)為SW2。當(dāng)SW1導(dǎo)通（SW2斷開(kāi)）時(shí)，電流路徑為：輸入電容器→SW1→電感L→輸出電容器。當(dāng)SW2導(dǎo)通（SW1斷開(kāi)）時(shí)，電流路徑為：SW2→電感L→輸出電容器。下圖展示了這兩種電流路徑的差異，每次開(kāi)關(guān)導(dǎo)通/斷開(kāi)（ON/OFF）時(shí)，紅色線路中的電流發(fā)生劇烈變化。由于該回路的電流變化十分陡峭，電路板布線的電感會(huì)在回路內(nèi)引發(fā)高頻振鈴。

審核編輯 黃宇