電源適配器噪聲問題與解決方法分享-KIA MOS管

電源適配器噪聲產(chǎn)生原因

傳導(dǎo)干擾概念：傳導(dǎo)干擾主要評估輸入和輸出線上流過的干擾噪聲。待測試的設(shè)備EUT通過阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)LISN 連接到干凈的交流電源上。

（一）LISN的作用如下

1.隔離待測試設(shè)備EUT和交流輸入電源，濾除由輸入電源線引入的噪聲及干擾。

2.EUT產(chǎn)生的干擾噪聲依次通過LISN內(nèi)部的高通濾波器和50 ?電阻，在50 ?電阻上得到相應(yīng)的信號值送到接收機(jī)進(jìn)行分析。

（二）測試原理分析

傳導(dǎo)干擾來源于差模電流噪聲和共模電流噪聲，這兩種類型的噪聲干擾如下圖所示：

圖2： 差模電流和共模電流

1.差模電流在兩根輸入電源線間反方向流動，兩者相互構(gòu)成電流回路，即一根作為差模電流的源線，一根作為差模電流的回線。

2.共模電流在兩根輸入電源線上同方向流動，它們分別與大地構(gòu)成電流回路，即同時作為共模電流的源線或回線。

電源適配器噪聲產(chǎn)生原因及解決方法

（一）共模電流

1.共模電流產(chǎn)生原因

共模電流在輸入及輸出線與大地間流動，其產(chǎn)生主要是功率器件高頻工作時產(chǎn)生的電壓的瞬態(tài)的變化。

共模電流的產(chǎn)生主要有下面幾部分：

① 通過MOSFET源級到大地的電容Cde。如果改進(jìn)IC的設(shè)計(jì)，如對于單芯片電源芯片，將MOSFET源極連接到芯片基體用于散熱，而不是用漏極進(jìn)行散熱，這樣可以減小漏極對大地的寄生電容。

PCB布線時減小漏極區(qū)銅皮的面積可減小漏極對大地的寄生電容，但要注意保證芯片的溫度滿足設(shè)計(jì)的要求。

②通過Cm 和Cme產(chǎn)生共模電流。

③ 通過Ca 和 Cme產(chǎn)生共模電流。

④ 通過Ct 和Coe產(chǎn)生共模電流。

⑤ 通過Cs 和Coe產(chǎn)生共模電流，這部分在共模電流中占主導(dǎo)作用。

減小漏極電壓的變化幅值及變化率可減小共模電流，如降低反射電壓，加大漏源極電容，但這樣會使MOSFET承受大的電流應(yīng)力，其溫度將增加，同時加大漏源極電容產(chǎn)生更大的磁場發(fā)射。

圖3： 共模電流產(chǎn)生

2.解決方法

（1）增加Y電容

圖4： Y電容作用

電壓如果系統(tǒng)加了Y電容，由圖4所示， 通過Cs的大部分的共模電流被Y 電容旁路，返回到初級的地，因?yàn)閅電容的值大于Coe。

Y電容必須直接并用盡量短的直線連接到初級和次級的冷點(diǎn)。作為一個規(guī)則，如果開通MOSFET的dV/dt大于關(guān)斷時的值，Y電容連接到初級的地。反之連接到Vin。

強(qiáng)調(diào)：電壓沒有變化的點(diǎn)稱為靜點(diǎn)或冷點(diǎn)，電壓變化的點(diǎn)稱為動點(diǎn)或熱點(diǎn)。初級的地和Vin都是冷點(diǎn)，對于輔助繞組和輸出繞組，冷點(diǎn)可以通過二極管的位置進(jìn)行調(diào)整。

圖5中，A，Vcc，Vin和Vo為冷點(diǎn)，D，F(xiàn)和G 為熱點(diǎn)。

圖5： 冷點(diǎn)位置

（2）改變變壓器的結(jié)構(gòu)

去除Y電容無法有效的旁路共模電流，導(dǎo)到共模電流噪聲過大，無法通過測試標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)的方法是改進(jìn)變壓器的結(jié)構(gòu)。一般的法加利屏蔽方法不能使設(shè)備在無Y電容的情況下通過EMI的測試。

由于MOSFET的漏極端的電壓變化幅值大，主要針對這個部位進(jìn)行設(shè)計(jì)。永遠(yuǎn)注意：電壓的變化是產(chǎn)生差模及共模電流的主要原因，寄生電容是其流動的通道。

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