电源系统

Power system

芯片

电子产品认识与测试

噪声

来源

电源噪声是电磁干扰的一种，其传导噪声的频谱大致10kHz~30MHz最高可达150MHz。电源噪声，特别是瞬态噪声干扰，其上升速度快、持续时间短、电压振幅度高、随机性强，对微机和数字电路易产生严重干扰。

电源是电子产品的心脏，给系统提供源源不断的能量，但是总会受到各种影响。在这给大家罗列出噪声的来

主要三个方面：

01

电源转换芯片本身的输出并不是恒定的，会有一定的波纹。这是由芯片自身决定的，一旦选好了电源芯片，对这部分噪声工程师只能接受，无法控制。但是可以通过设计合适的外围电路减小其对电路系统的影响。

02

电源芯片无法实时响应负载对于电流需求的快速变化（这就是会产生噪声）。电源芯片通过感知其输出电压的变化，调整其输出电流，从而把输出电压调整回额定输出值。多数常用的稳压源调整电压的时间在毫秒到微秒量级(也有更小一些的)。因此，对于负载电流变化频率在直流到几百KHz甚至MHz之间时，稳压源可以很好的做出调整，保持输出电压的稳定。当负载瞬态电流变化频率超出这一范围时，稳压源的电压输出会出现跌落，从而产生电源噪声。

03

稳压电源无法实时响应负载对于电流需求的快速变化。稳压电源响应的频率一般在200Khz以内，能做正确的响应，超过了这个频率则在电源的输出短引脚处出现电压跌落。
另外，引脚及焊盘本身也会有寄生电感存在，瞬态电流流经此路径必然产生压降，因此负载芯片电源引脚处的电压会随着瞬态电流的变化而波动，这就是阻抗产生的电源噪声。在电源路径表现为负载芯片电源引脚处的电压轨道塌陷，在地路径表现为负载芯片地引脚处的电位和参考地电位不同。
地路径和电源路径类似，只不过电流路径变成了地平面。完整平面的阻抗很低，但确实存在。如果不使用平面而使用引线，那么路径上的阻抗会更高。

当然，电源噪声的来源还与热、外界的干扰等也有关系。

解决电源噪声的方法有哪些

1.增加滤波器是一种很常用的抑制方法

(1)输入端加装电源滤波器来降低干扰

(2)将共模噪声滤波器安装在电源输出端。在输出线上加装磁环，形成共轭电抗器，再加上安装了一个高频率的电容，它可以有效地抑制共模噪声。增加输出滤波电感和滤波电容的大小，可以抑制差模噪声，并联电容器的数量越多越好。

2.线路滤波器

电源如果受到外界的干扰如雷电冲击、人为噪声干扰时的误动作将对系统产生很大的干扰，如果在交流的输入端接滤波器的话可以有效地减少这种干扰的产生，以及发生在开关电源内部的噪声不从输入端泄漏出去。

3.接地措施

对电源进行接地处理的目的是为了安全考虑，而对电源接地处理以后还能有效地处理电磁兼容问题。降低电磁的干扰一个良好的接地系统起着至关重要的作用。

4.其他措施

除了上述措施能够有效地抑制电源的噪声以外，我们还可以在元件安装的位置和方向、系统电路的整体布局等方面着手降低开关电源的噪声影响。