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產(chǎn)品分類
在使用電容、電感、磁珠之后，實(shí)際上電源用共模電感也是開(kāi)關(guān)電源后級(jí)降噪特別有效的器件，雖然有效，但是受限于價(jià)格和體積，電源方面使用不算特別廣泛，即使如此，對(duì)關(guān)鍵部分的供電仍建議預(yù)留電源用共模電感的位置。
1.電感的頻率特性
從嚴(yán)格意義上講，共模濾波器并不是電感器，而是磁性器件，是降噪中的重要部件。如圖9-1所示共模濾波器的結(jié)構(gòu)是兩個(gè)繞組繞在一個(gè)磁芯上，相當(dāng)于兩個(gè)電感組合在一起。當(dāng)繞組中流過(guò)電流時(shí)，磁芯產(chǎn)生磁通，針對(duì)急劇的電流變化，起到使共模電流不易流通（扼流）的作用，從而消除共模噪聲，這與電感的自感作用相同。
共模濾波器可以基本上實(shí)現(xiàn)“共模電流不流通、差模電流流通”的作用，如圖9-2，關(guān)鍵在于這兩根導(dǎo)線沿同一方向繞在一個(gè)磁芯上。差模電流是在兩根導(dǎo)線上往復(fù)流動(dòng)，因此磁芯產(chǎn)生的磁通方向相反，磁通抵消，不能起到扼流作用，而是直接通過(guò)。
相比之下，共模電流的流向相同，因此磁通量增強(qiáng)，電流不易流過(guò)，也就是說(shuō)，共模電流＝共模噪聲難以通過(guò)，從而被濾除，下圖9-3是作為開(kāi)關(guān)電源的輸入濾波器使用的示例。
將共模濾波器插入電源輸入線路中，如圖9-3所示，與用于信號(hào)線的共模濾波器相比，用于電源線的共模濾波器使用差模阻抗較大的分裂繞組結(jié)構(gòu)。這些產(chǎn)品一般作為電源線用共模濾波器，其差模噪聲消減效果優(yōu)異。但是，由于幾百k～幾MHz 左右的差模阻抗非常低，因此一般與型濾波器等差模噪聲用的濾波器并用，共模濾波器對(duì)于消除共模噪聲來(lái)說(shuō)是必不可少的配置。
2.LC濾波器布局
當(dāng)使用電感或鐵氧體磁珠組成濾波器時(shí)，某些部件配置和PCB布線布局，不僅不能獲得足夠的噪聲去除效果，反而還可能導(dǎo)致噪聲耦合，使情況更加惡化。
串?dāng)_
串?dāng)_是因電路板布線間的雜散電容和互感，噪聲與相鄰的其他電路板布線耦合（傳送門(mén)：EMC-3：噪聲的傳輸和放大），有些PCB板布線布局，會(huì)因串?dāng)_而導(dǎo)致濾波效果下降，下圖9-4是LC濾波器的圖形布局和部件配置帶來(lái)的串?dāng)_。
在圖9-4的布局示例中，Vin線路中有LC濾波器，濾波器后的布線與含有濾波器前的噪聲的布線相鄰，因此噪聲因串?dāng)_而耦合，濾波效果下降。
圖9-5為建議的布局樣式，采用不與含有噪聲的線路相鄰的布局，從而可將噪聲耦合控制在最 低限度內(nèi)。（串?dāng)_的影響使濾波器的效果減小，布局要能夠發(fā)揮濾波器的效果）
地線反 彈噪聲
從圖9-4的示例中可以看出，在組成型濾波器的電感前后所配置的電容器，其某些接地方式可能會(huì)帶來(lái)地線反 彈噪聲。在圖9-6示例，如箭頭所示，來(lái)自接地線的噪聲經(jīng)由電容回流，并去到了濾波器外面。（使用了消除高頻噪聲用的鐵氧體磁珠，使用π型濾波器時(shí)，噪聲源自GND）
在這種情況下，為了避免噪聲直接傳播，可利用增加過(guò)孔（Via）的寄生電感的方法，經(jīng)由過(guò)孔（Via）與接地平面連接，改善效果較好。
在開(kāi)關(guān)電源電路中，PCB布局是非常重要的。
3.回顧
由繞線型電感構(gòu)成濾波器
1：普通電感構(gòu)成的濾波器，可選電感值的范圍較寬。
2：由電感構(gòu)成的型濾波器，在低頻段，通過(guò)電感和電容發(fā)揮低通濾波器的作用。
3：到了高頻段，由于電感會(huì)表現(xiàn)為電容、電容會(huì)表現(xiàn)為電感，從而型濾波器起到高通濾波器的作用，因此無(wú)法獲得噪聲消除效果。
鐵氧體磁珠的阻抗特性
1：雖然鐵氧體磁珠被歸類為電感，但其頻率-阻抗特性與普通電感不同。
2：鐵氧體磁珠與普通電感相比，具有電阻分量R較大、Q值較低的特性，因此可利用該特性消除噪聲。
3：普通的電感可容許較大的直流疊加電流，只要在其范圍內(nèi)，阻抗不怎么受直流電流的影響。
4：鐵氧體磁珠對(duì)于直流電流容易飽和，飽和會(huì)導(dǎo)致電感值下降，諧振點(diǎn)向高頻段轉(zhuǎn)移，濾波特性產(chǎn)生變化。
使用鐵氧體磁珠降低噪聲
1：鐵氧體磁珠的Q值較低，因此在較寬頻率范圍內(nèi)具有有效的降噪效果。
2：鐵氧體磁珠在低頻段基本上發(fā)揮低通濾波器的作用，在這個(gè)頻段，對(duì)于直流電流容易飽和，因此使用這種電感值下降的鐵氧體磁珠很難消除目標(biāo)頻段的噪聲。
3：當(dāng)電抗下降且越過(guò)與電阻分量的交越點(diǎn)時(shí)，鐵氧體磁珠發(fā)揮電阻的作用，可將噪聲轉(zhuǎn)變?yōu)闊帷?/span>
4：使用了鐵氧體磁珠的濾波器，不僅可將噪聲旁路消除，還可將噪聲轉(zhuǎn)變?yōu)闊?，因此?shí)現(xiàn)優(yōu)異的噪聲消除性能。
5：發(fā)揮電阻功能且將噪聲轉(zhuǎn)變?yōu)闊?，是與使用繞線型電感的濾波器之間的巨大差異。
6：在更高頻段，則與繞線型電感相同，發(fā)揮高通濾波器的作用。
3.關(guān)于RC緩沖電路的補(bǔ)充
為了降低開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的尖峰電壓，可考慮增加RC緩沖電路（傳送門(mén)：DC-DC-20：如何設(shè)計(jì)緩沖電路去除DC-DC的開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)噪聲），整流二極管（同步開(kāi)關(guān)MOS）OFF（高邊開(kāi)關(guān)ON）時(shí)，RC緩沖電路可將二極管的接合部、寄生電感、寄生電容、PCB版圖的電感中積蓄的電荷放電，并通過(guò)電阻轉(zhuǎn)換為熱，從而降低尖峰電壓。
RC的值通常以R=2Ω、C=470pF左右為起點(diǎn)，通過(guò)實(shí)際確認(rèn)來(lái)找出最 佳值。需要注意的是，增加緩沖電路會(huì)導(dǎo)致開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換變慢，效率下降，所以需要探討噪聲水平和效率之間的平衡點(diǎn)。另外，前提是電阻將噪聲電壓轉(zhuǎn)換為熱，所以需要注意電阻的容許損耗，緩沖電路不僅可用于低邊側(cè)，在高邊側(cè)也可以使用。
