芯耀
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什么是开关噪声?
DC-DC转换器中开关噪声的产生原理
差模噪声与共模噪声：成因及对策
什么是串扰(平行布线间产生的感应噪声)
使用电容器的开关噪声对策
针对辐射噪声(噪声电场强度)的对策
总结：开关噪声对策与电路板布局的重要性
开关噪声是由电流突然通断(ON/OFF)切换引发的高频振铃，尤其常见于开关电源及高速工作的半导体器件中。这类噪声虽可通过优化电路板布线实现降噪，但针对泄漏的辐射噪声，需采取专门的应对措施。此外，平行布线之间会产生串扰，进而引发感应噪声。本文以DC-DC转换器为例，详细阐述开关噪声的产生原理、电子电路设计中开关噪声对电磁兼容性(EMC)等方面的影响，以及针对这些问题的有效解决方案。
什么是开关噪声?
开关噪声是电子电路及电源IC(集成电路)工作过程中，由不必要的电流波动引发的高频振铃。这类噪声常见于DC-DC转换器、AC-DC转换器等高速运行的半导体器件中。开关噪声可能降低电路稳定性，还可能引发电磁兼容性(EMC)中的电磁干扰(EMI)相关问题。
开关噪声的产生原因
开关噪声的常见原因是由开关电源等可高速通断的半导体器件工作所导致。由此会产生急剧的电流或电压变化，进而引发纹波与噪声。
噪声对策(噪声消除与降低)
针对开关噪声的降低与消除，可采取以下几项对策：
1. 使用滤波器：通过低通滤波器或高通滤波器，去除不必要的频率成分。
2. 配置电容器：在电路的关键位置配置电容器，吸收电压波动。
3. 电路板布局的噪声对策：尽量缩短布线长度，通过优化布局降低开关噪声(传导噪声)。
4. 缓冲电路：使用缓冲电路吸收振铃，从而可以降低开关噪声(辐射噪声)。
5. 自举电路的噪声对策：插入电阻，能够降低开关噪声(辐射噪声)。
DC-DC转换器中
开关噪声的产生原理
开关噪声的产生原因，是电子电路或电源IC工作过程中出现的不必要电流波动，进而引发高频振铃。下面将以DC-DC转换器为例，对开关噪声进行说明。
首先，我们将借助同步整流型降压DC-DC转换器的等效电路，确认开关电流的路径。
设高边开关为SW1，低边开关为SW2。当SW1导通(SW2断开)时，电流路径为：输入电容器→SW1→电感L→输出电容器。当SW2导通(SW1断开)时，电流路径为：SW2→电感L→输出电容器。下图展示了这两种电流路径的差异，每次开关导通/断开(ON/OFF)时，红色线路中的电流发生剧烈变化。由于该回路的电流变化十分陡峭，电路板布线的电感会在回路内引发高频振铃。
