开关制式的DC-DC转换器的简易EMI方案

时间：11-11 来源：EDN 点击：

图3 – 有源滤波器 (QP1标签)与DC-DC转换器的连接图。

CIN及C1、C2、C3及C4的值通常由转换器生产商建议。

与无源方案相比，这有源滤波器可减少共模扼流圈占用的空间，提供了一个体积细的表面贴装器件。特别是有源 EMI 滤波器同时减少电感体积，令整个EMI 滤波器只有 1" x 1" x 0.2" 大小。细小体积减少占用电路板的空间，薄身更可让空气在组件上面流动，帮助散热。有源滤波器的额定电流 7 A，足够支持 200 W ATCA® 电路板。　　

图4 显示一个 DC-DC 转换器连上有源滤波器之前与之后的噪声测试图。这连接是使用标准的测量技术，以及合符 CISPR22 的要求。结果显示一个标准 DC-DC 转换器的总噪声低于 EN55022 级别B 准波峰检测水平。测试图证明了有源滤波器有效地滤掉传导噪声至低于所需标准。

图4 – 一个DC-DC 转换器连上有源EMI滤波器 (右边) 与没有滤波器 (左边) 的传导噪声情况。

多功能输入滤波模块

有些 DC-DC 转换器供货商同样提供 AC-DC 前端模块，其中一些 AC-DC 元件附多项功能，如 EMI 滤波。例如，其中一个滤波及整流模块便带 EMI 滤波，自动调节整流及浪涌电流限制等多项功能，并能符合 Telcordia，FCC，ETSI 及欧洲标准对 EMI 的要求。　　

减少输出噪声的 EMI 滤波方案

开关 DC-DC 转换器也在输出端产生纹波和噪声。这些输出噪声，通常又谓周期性及随意性的偏差 (PARD)，也就是不论其性质或来源；是迭加在 DC 输出的所有纹波及噪声成份的总和。开关 DC-DC 转换器通常表现出纹波及噪声的水平在数十毫伏左右。

有一个输出纹波衰减模块结合了有源和无源滤波；在负载达 20 A 时可减少输出纹波至小于 3 mV 峰-峰值。模块尺寸是 2.8" x 2.4" x 0.5"，可衰减低频的输入基频及谐波至 DC-20 MHz 的频率范围，效率达 93 - 99%。

另外有一款 SiP 封装、有源滤波的输出纹波衰减器(图5)，在 1 kHz 至 500 kHz 范围减少输出端的纹波和噪声 (周期性及随意性的偏差) (PARD) 30dB 以上。这器件可用于大部份的开关电源，改善瞬态反应及保证净洁的负载点稳压。透过转换器的遥感功能或调节引脚来实行负载稳压。假如转换器没有遥感端或不适合使用时，调整功能会修正转换器的输出电压；来补偿滤波引至的余量电压下降。滤波器的余量电压的设置大大减少了转换器输出端所需的电容；提供等同的瞬变性能和减少纹波。

图5 – 有源滤波的输出纹波衰减器的正常表现

这元件是针对测试及量度、负载点分布电源、要求低噪声电源的感应器，以及医疗仪器的应用而设计的。　　

编辑：博子

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