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開關雜訊-EMC

雜訊對策

雜訊對策步驟

從本文開始進入新篇章“雜訊對策”。這裡所說的“雜訊對策”是指標對“開關電源”雜訊的對策。不過基礎部分和思路與一般雜訊是相通的。新篇章的第1篇將介紹“雜訊對策的步驟”。

雜訊對策和產品研發階段

在介紹雜訊對策步驟之前,先來瞭解一下從產品的設計/研發到量產的過程中,應該在哪些階段採取雜訊對策。

右圖是相對於設計/研發、評估、量產的時間軸,採取雜訊對策的靈活性(即可以採取的對策的選項多少)以及對策所需成本的示意圖。縱軸可以理解為越往上成本越“高”。

由圖可見,隨著研發進程的推進,可使用的雜訊對策技術和手段越來越有限,對策成本也越來越高。開始量產後發現雜訊問題,想採取對策,但無奈產品已成型,束手無策,最終只能變更PCB板...等等,這樣的事情誰也不希望發生。

大原則是,在產品研發的初期階段,預先進行充分的探討與評估,這樣,即使發現雜訊問題,也可以從容有效地採取雜訊對策。另外還有一點非常重要,那就是掌握雜訊的種類和性質,並針對不同的雜訊採取不同的有效對策。如果盲目地採取對策,常常會發生不僅降噪效果差,甚至導致雜訊反而惡化的情況。

雜訊對策步驟

如前所述,盲目的對策只會增加損耗。在確定對策之前,需要遵循以下幾個步驟:

●步驟1:掌握開關波形的頻率成分

需要確認開關頻率、上升/下降、過沖/下沖、振鈴等與基波同時產生的不同現象的頻率成分。這有助於根據希望解決的目標雜訊的頻率來確定不同的對策方法和相應零件,如果選擇不當,效果則可能不理想。

●步驟2:掌握雜訊產生源與傳導路徑

確認所產生的開關雜訊是從哪一路徑傳導到一次側或二次側的。雜訊對策需要在雜訊的傳導路徑實施。而且,必須對所有的傳導路徑採取對策。哪怕忽略了一處傳導路徑,對策也是不完全的。

●步驟3:強化GND

雜訊對策的最後一步是增加降噪零件,但在此之前應該先探討加強PCB(印刷電路板)的GND。優異的GND設計不僅可降低雜訊,還是提升性能和穩定性的重要環節。通過強化GND,可降低環路的電阻。另外,還可有效提升濾波器的效果。

●步驟4:增加濾波器等降噪零件

最後是根據雜訊的種類和性質,探討相應的雜訊對策零件並在電路中添加相應零件,比如通過濾波器來濾除、通過旁路電容來旁路濾除、通過晶片磁珠等的電阻成分來吸收雜訊等。濾波器、旁路電容的效果等如步驟3所述,會受GND好壞的影響,所以請務必先強化GND。

重點:

・隨著開發進程的推進,可使用的雜訊對策技術和手段越來越有限,下對策的成本也越來越高。

・在產品開發的初期階段,預先進行充分探討與評估,可以從容有效地採取雜訊對策。

・掌握雜訊的種類和性質,並針對不同的雜訊採取不同的有效對策是非常重要的。

・雜訊對策按照“把握頻率成分→把握產生源和傳導路徑→強化GND→增加降噪零件”的步驟進行。


雜訊對策