开关电源PCB抑制纹波噪声设计.doc

开关电源PCB抑制纹波噪声设计纹波噪声是衡量电源的一个重要指标，一个好的 电源必须要把输出纹波噪声控制在一个合理的范围内但一 般有哪些行之有效的降低纹波噪声的对策呢？下面我们抛 砖引玉，简单讨论常用的八个方法1、电源PCB走线和布局反馈线路应避开磁性元件、开关管及功率二极管输出滤波电容放置及走线对纹波噪声至关重要，如图 1所示，传统设计中由于到达每个电容的阻抗不一样，所以 高频电流在三个电容中分配不均匀，改进设计中可以看出每 个回路长度相当即高频电流会均匀分配到每个电容中图1电源PCB走线优化如果PCB是多层板，可以选择和主电流回路层最近一 层覆地，覆地可以有效的解决噪声问题，注意，尽量保证覆 地的完整性2、场效应管D级与输入正之间加RCD一般选择场效应管的反向恢复时间要比二极管D1慢 2〜3倍，以避免形成直通电流，此电流会产生很强的磁场， 可增大输出噪声干扰，所以可人为的通过栅极电阻R4来减 慢开关管的开关速度为了不影响关断速度可以在栅极电阻 并联一个二极管D2如图2所示C3 R3www.diangon. com图2场效应管优化电路 3、场效应管DS端并联RC可以在场效应管DS两端并联一个RC电路也可以有效 的降低噪声干扰如图2所示，电容C2—般在100P左右，电 容值过大会导致场效应管的开关损耗加大，电阻R2 一般选 取小于10Q电阻。

4、输出二极管两端并联RC二极管在高速导通和关断时，反向恢复期间，二极管 的寄生电感和电容会产生高频振荡，为了抑制高频振荡可在 二极管两端加RC缓冲电路如图2所示，电阻R3 一般在 1Q〜100Q,电容C3 一般在100pF~lnF,如果电源工作频率 较低，效率满足要求的话，二极管D3可以选择反向恢复时 间较慢的二极管5、输出加二级LC滤波LC对噪声和纹波抑制效果比较明显，根据纹波频率选 择合适电感电容值，但由于柱形电感价格低体积小的优点， 所以一般LC中电感大都会选择柱形电感，然而柱形电感是 开放式磁结构，对周围会产生较严重磁干扰，我们可以釆用 两个电感并排放置，且电流流入方向相反，即有助于引导磁 通从一个磁柱到另一个磁柱，从而可以降低电磁干扰，如图 3所示图3二级LC滤波原理 6、变压器初次级之间加 法拉第屏蔽层变压器的绕组通过高频电流时，变压器将变成有效的 磁场天线，变压器绕组又承受跳跃电压，即变压器也变成了 电场天线，在初次级之间加法拉第屏蔽层可收集隔离边界处 的噪声电流，并予以转移到原边地，但铜箔应为非常薄的铜箔带，尽量避免涡流损耗并减小漏感，注意，铜屏蔽层末端 不应有电连接，否则会形成磁短路。

7、 降低变压器漏感采用三明治绕法可使初次级绕组耦合更加紧密，使漏 感得以减小，从而到达减小噪声的目的8、 变压器输出绕组并联的合理设计当电源输出电流较大时，通常我们会采用两个绕组并 联的方式进行使用，这两个绕组通常分置于原边绕组内外， 所以直流阻抗会略有差异，从而有可能产生内部环流，电压 波形也会出现严重的振铃，并且电磁干扰会变的更加严重， 以及有可能会出现意外的大量发热，如果输出绕组一定需要 并联使用，最好采用如图4的推荐电路，图4推荐电路中二 极管可以消除两个不同绕组的不均匀导致的负面影响时，有上述八种方式可降低输出的纹波噪声，如果选用成品 电源，不管是模块电源、普通开关电源、电源适配器等，这 部分的工作一般都由电源设计厂家完成，客户只需关注规格 书写明的输出纹波噪声即可如致远电子的模块电源，会标 出典型的纹波噪声值，如E_UHBDD-6W系列，典型值为 60mV VP-Po开关电源,PCB。