详解开关电源噪声的产生与抑制

开关电源噪声的产生与抑制是电源模块设计中的关键问题，特别是在现代电子设备对电源稳定性要求越来越高的背景下。本文主要探讨了反激式开关电源噪声的来源，并提供了有效的噪声抑制策略。 反激式开关电源是一种常见的拓扑结构，其工作原理是通过场效应管Q1的导通和关断控制能量在输入和输出之间传递。然而，这种结构由于变压器初级的漏感和场效应管的寄生电容，会在转换过程中产生振荡，从而导致噪声的产生。这种噪声通常表现为电压尖峰，如图2所示的漏源级电压波形。这些尖峰不仅影响电源的稳定输出，还可能对负载设备造成干扰。 为了抑制噪声，工程师们会在设计中采用多种方法。场效应管DS两端添加吸收电路是常见的做法，它能够吸收关断时产生的电压尖峰，从而降低输出噪声。此外，通过在电源模块的输入和输出端并联适当大小的电容，可以进一步滤除纹波和噪声。正确的PCB布局对于噪声抑制至关重要，电流路径上的电容布局应确保有效滤波，如图4所示的正确布局，而避免如图5所示的错误布局，后者可能导致噪声加剧。 以E_URBD-6W系列模块电源为例，其设计充分考虑了电容和变压器的布局，以实现对输出纹波噪声的有效抑制。如图6所示，E2405URBD-6W的输出纹波噪声表现优异，这表明良好的设计策略能显著提升电源模块的性能。 总结来说，开关电源噪声的产生主要源于反激式拓扑结构中的漏感和寄生电容振荡，而抑制噪声的关键在于设计合理的吸收电路、选择合适的滤波电容及优化PCB布局。通过这些措施，可以有效地降低电源模块的输出噪声，提高系统的稳定性和可靠性。在实际工程应用中，必须重视噪声抑制技术，以满足不断增长的电子设备对高质量电源的需求。