目錄

什么是開關(guān)噪聲？

DC-DC轉(zhuǎn)換器中開關(guān)噪聲的產(chǎn)生原理

差模噪聲與共模噪聲：成因及對策

什么是串?dāng)_（平行布線間產(chǎn)生的感應(yīng)噪聲）

使用電容器的開關(guān)噪聲對策

針對輻射噪聲（噪聲電場強度）的對策

總結(jié)：開關(guān)噪聲對策與電路板布局的重要性

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

什么是開關(guān)噪聲？

開關(guān)噪聲是電子電路及電源IC（集成電路）工作過程中，由不必要的電流波動引發(fā)的高頻振鈴。這類噪聲常見于DC-DC轉(zhuǎn)換器、AC-DC轉(zhuǎn)換器等高速運行的半導(dǎo)體器件中。開關(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)問題。

開關(guān)噪聲的產(chǎn)生原因

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

噪聲對策（噪聲消除與降低）

針對開關(guān)噪聲的降低與消除，可采取以下幾項對策：

1. 使用濾波器：通過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。

3. 電路板布局的噪聲對策：盡量縮短布線長度，通過優(yōu)化布局降低開關(guān)噪聲（傳導(dǎo)噪聲）。

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

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

DC-DC轉(zhuǎn)換器中

開關(guān)噪聲的產(chǎn)生原理

開關(guān)噪聲的產(chǎn)生原因，是電子電路或電源IC工作過程中出現(xiàn)的不必要電流波動，進而引發(fā)高頻振鈴。下面將以DC-DC轉(zhuǎn)換器為例，對開關(guān)噪聲進行說明。

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，確認開關(guān)電流的路徑。

設(shè)高邊開關(guān)為SW1，低邊開關(guān)為SW2。當(dāng)SW1導(dǎo)通（SW2斷開）時，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）時，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，每次開關(guān)導(dǎo)通/斷開（ON/OFF）時，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在回路內(nèi)引發(fā)高頻振鈴。

審核編輯 黃宇