工程師分享：詳解PWM開關穩壓電源的尖峰干擾

Isr是開關穩壓電源的最大輸入直流電流(A)，Usr是輸入直流電壓(V)。用市電供電的電源系統，濾波器應裝在一鋁質密封小盒內，小盒放在機箱內，電源線進入孔的旁邊，使電源線一進入機箱就到濾波小盒，然后再引出至電源開關、整流器。倘若在整流器之前采用變壓器，則應在其初、次級加隔離。

輸出電容器對尖峰干擾的影響

開關穩壓電源的輸出電容量大，需用電解電容器。普通電解電容的高頻特性不好，存在著較大的等效電感和電阻，故阻抗大，尖峰噪音也大。高頻電解電容器是具有優良高頻特性的低電感器件，它對脈沖源及輸出電壓提供了很好的與接地回路的隔離，并提供良好的噪聲濾波。

目前有三種高頻電解電容器，一種是四端電容器，它的高頻特性良好，但是負載電流流過電容器內部使之發熱，故電流要限制在10A以下；二是大型高頻濾波電解電容器，它有承受大電流的能力但高頻特性不及前者好；第三種是高頻濾波電解電容器，優點是體積小。不改變電路的其它參數，假若用普通電解電容器時尖峰干擾為150mVp-p，而用四端電容則為50mVp-p。用一定容量的聚碳酸脂電容或高頻陶瓷電容跟輸出電解電容并聯，可以進一步降低尖峰干擾。開關穩壓電源布線對尖峰干擾的抑制

開關穩壓電源工作時向空間輻射干擾。輻射噪音電平與輻射源的距離成反比。一般離5cm以外布線即可。若結構上不允許則應加屏蔽。電源輸入線周圍產生很強的電磁場，為減小輸入線和輸出線之間的電磁耦合，兩者必須遠離。

流過開關大電流的導線應盡量短，并且不跟其它線交連。降壓型開關穩壓電源的續流二極管或者升壓型的開關三極管的接地端應以最短的引線直接與輸出電容的地端相連。圖5表示了布線的影響，尖峰干擾通過環路I輻射，故構成這一環路的各段連線的感性耦合必須最小，電容器的引線要短，以減小引線電感。

為減小輸出線上的損耗和尖峰干擾，輸出到負載的連線應短。圖6畫出了對三種不同長度的輸出線，當負載電流為8A時，在負載端所測得的干擾波形。輸出線長，尖峰干擾的幅度大、寬度也寬。相同長度的輸出線，線徑粗則尖峰干擾幅度大、寬度寬。用雙絞線能有效地衰減電磁感應電勢，表1說明對感應電勢衰減的數值隨扭距變短而增大。

圖6

輸出線的接法對尖峰干擾有很大的影響。用雙絞線直接從輸出電容器的高端和低端輸出，可使正、反向的干擾電流抵消。否則干擾電流流經輸出線，會在線上產生一個很大的尖峰干擾電壓。當開關穩壓電源供幾個負載使用時，從輸出電容分別用雙絞線饋送到各負載為好。實際應用中饋線很長，帶有長輸出線的開關穩壓電源，它的尖峰干擾較大。為此，可在輸出端或在負載的輸入端加設LC低通平衡濾波器。例如某開關穩壓電源輸出2m長的饋線到負載，在負載端的尖峰干擾為3Vp-p，若在負載側加LC濾波器，則下降為100mVp-p。不接電感L，只加電容則尖峰干擾為1Vp-p，可見小電感L是必須的。

結語

綜上所述，脈沖寬度調制開關穩壓電源所產生的噪音的頻譜很寬，從幾赫茲到幾十兆赫茲，根據本文所分析的因素，按照以上所討論的方法，可以有效地抑制這些噪聲中的尖峰干擾。

對于個別電路，則采用其中的若干種進行組合，往往就可奏效。目前，要使開關穩壓電源的噪音達到毫伏峰-峰數量級，尚有許多難處。但是，隨著元件的進展、工藝水平的提高以及對噪音問題的認識深化，開關穩壓電源的輸出噪音是可能達到新水平的。