本文將探討實際的開關電源產(chǎn)生的噪聲。

開關電源產(chǎn)生的噪聲

首先，使用同步整流型降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器的等效電路來了解一下開關電流的路徑。

SW1為高邊開關，SW2為低邊開關。SW1導通（SW2為OFF）時，電流路徑是從輸入電容器到SW1、再經(jīng)由電感L到輸出電容器。SW2導通（SW1為OFF）時，電流路徑是從SW2經(jīng)由L再到輸出電容器。下圖表示這些電流路徑的差分，每當開關ON/OFF時，紅色線路的電流都會急劇變化。該環(huán)路的電流變化非常劇烈，所以會因PCB板布線電感而在環(huán)路內(nèi)會產(chǎn)生高頻振鈴。

圖中表示構(gòu)成電源電路的外置部件、實裝多層電路板的寄生分量及振鈴的關系。

紅色部分標出的是上圖所表示的電流在急劇變化的環(huán)路中的寄生分量。布線中存在布線電感，通常每1mm有1nH左右的電感。另外，電容器中存在等效串聯(lián)電感ESL，MOSFET的各引腳間存在寄生電容。因此，如紅框內(nèi)的圖例所示，開關節(jié)點將產(chǎn)生100MHz～300MHz的振鈴。所產(chǎn)生的電流及電壓，可通過兩個公式求得。

此振鈴會作為高頻開關噪聲帶來各種影響。雖然有采取相應的措施，但由于無法從電源IC處去除安裝電路板的寄生分量，因此只能通過PCB板布局設計及采用去藕電容來解決。

關鍵要點：

在開關時會產(chǎn)生急劇電流ON/OFF的環(huán)路中，會因寄生分量產(chǎn)生高頻振鈴＝開關噪聲。

這種開關噪聲可通過優(yōu)化PCB板布線等來降低，但即使這樣，殘留的噪聲也會作為共模噪聲傳導至輸入電源，因此需要采取防止噪聲漏出的措施。

審核編輯：湯梓紅