中心議題：

• PWM開關穩壓電源的噪聲尖峰幹擾抑製措施

解決方案：

• 延長功率開關管瞬時導通持續時間
• 減小變壓器漏感
• 合理選擇開關三極管和續流二極管的開關速度
• 使用P型LC平衡濾波器
• 使用高頻電解電容器
• 縮短輸出線長度

PWM（PulseWidthmodulation）型開關穩壓電源具有體積小、效率高的優點
，作為電源設備在許多領域得到了廣泛的應用。但是，開關三極管的工作狀態轉換持續期短、頻譜甚寬的尖峰幹擾是其致命弱點

，它不僅影響開關電源本身
，而且還會幹擾鄰近的其它電子設備。

開關穩壓電源工作時開關三極管和續流二極管（亦可以是另一個開關三極管）總是交替地導通或者截止
，圖1中KQ和KDbingfeishilixiangqijian
，liangzhongzhuangtaidezhuanhuanxuyaoyidingdeshijian，zhejiuchanshenglejianfengganrao。zaizhuangtaizhuanbianguochengzhong
，gaidaotongdekaiguanmeiyouwanquandaotong
，ergaijiezhidekaiguanqueyoumeiyoujiezhideshunjian，dianyuandaodiyouzhijiedetonglu，chanshengshuntaidianliuIs。該電流跟開關三極管導通時的電流Imax及截止時的電流Icmin的差值

、開關KQ和KD同時導通的持續時間等因素有關。由於電路分布參數的影響，在波形上出現振鈴振蕩。

功率開關管瞬時導通的持續時間對尖峰幹擾的影響

晶體管的開啟和關斷時間跟其截止頻率成反比。開啟、關斷時間越短，開關速度就越快。同時導通的持續時間取決於KQ和KD所使用的器件的開關速度。用速度不同的開關器件比較，開關器件的速度越快
，同時導通的持續時間越短，尖峰幹擾越是寬度窄、幅度大。

減小變壓器漏感引起的電壓尖峰

bianyaqidelouganyueda，dianyajianfengyuegao，shepinganraoyejiuyueda。tebieshibianyaqicaiqupingbihou，youyuouhecha
，louganyexiangyingdayixie。yibanshuo，yonghuanxingcixinraozhidebianyaqichanshengdelouganyaobiExingxiaoxie。lingwai，raoxiangongyiyehenzhongyao

，jiaohaoderaoxianfangshishixianraochujizongquanshudeyiban，zairaocijidequanbuquanshu，zuihouzairaochujideshengyuyiban

，jicijixianquanzaichujixianquandezhongjian。zheyangchujixianquanbaochiyoujiaohaodeouhe，shibianyaqiyoujiaoxiaodelougan。

功率管的開關波形對尖峰幹擾的影響與抑製

開關波形Usr（t）的方正度影響尖峰幹擾。矩形波的諧波幅度隨頻率增加而減小的速率為20dB十倍頻程，梯形波則為40dB十倍頻程。有意識地改變矩形波的陡峭程度和兩角的鈍化程度可抑製高頻分量、減小尖峰幹擾。故要合理地選擇開關三極管和續流二極管的開關速度。

對開關三極管而言，有兩種方法可減小尖峰幹擾，即增大Vce的上升時間和減小Ic的下降時間。圖2電路中
，在確定了KQ之後
，可從圖3看出，增大KD的開啟時間、減小關斷時間可以減小尖峰幹擾。

[page]
在開關三極管的CE之間

，或者在續流二極管的兩端並聯RC緩衝電路可使尖峰幹擾明顯減小。圖3中
，三極管T關斷時，集電極電壓上升
，通過D和R1對C充電，使其上升速率變緩
，選擇充電常數CR1的值可以控製上升速率。T導通時
，D截止，C對R1和R2放電，限製了導通瞬間的峰值電流。該緩衝電路改變了負載線的形狀

，減少了開關三極管的損耗。在續流二極管兩端並上RC電路也同樣有效。圖3中，當用3DD11和2CK120C時
，可並0.022LF左右的電容器（f=2kHz）
，該電容的容量有一最佳值，它的作用可以從圖4看出。圖4（a）是不加C的情況，將其在時間軸上放大後為圖4（b）。並上緩衝電容後分別見圖4（c）和（d）。

在輸入電網中，部噪聲的抑製方法

開關穩壓電源中開關快速通斷，didt很大
，在供電係統的漏電感上產生幅度很大的瞬態壓降
，使輸入電壓源有一個時間很短的瞬時跌落
，破壞電網的正常波形、形成幹擾。輸入電源中的幹擾也會影響開關穩壓電源。輸入濾波器具有一定的隔離作用
，通常采用P型LC平衡濾波器
，對脈動幹擾可以衰減20dB,尖峰幹擾也能衰減6dB之多。電感量的計算式：

式中E尖峰是尖峰幹擾電壓（Vp-p），f尖峰是尖峰幹擾的頻率（Hz）。還應考慮到流過電感的直流電流值，以免飽和。

Isr是開關穩壓電源的最大輸入直流電流（A），Usr是輸入直流電壓（V）。yongshidiangongdiandedianyuanxitong，lvboqiyingzhuangzaiyilvzhimifengxiaohenei
，xiaohefangzaijixiangnei
，dianyuanxianjinrukongdepangbian，shidianyuanxianyijinrujixiangjiudaolvboxiaohe
，ranhouzaiyinchuzhidianyuankaiguan、整流器。倘若在整流器之前采用變壓器，則應在其初、次級加隔離。

輸出電容器對尖峰幹擾的影響

開(kai)關(guan)穩(wen)壓(ya)電(dian)源(yuan)的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)容(rong)量(liang)大(da)，需(xu)用(yong)電(dian)解(jie)電(dian)容(rong)器(qi)。普(pu)通(tong)電(dian)解(jie)電(dian)容(rong)的(de)高(gao)頻(pin)特(te)性(xing)不(bu)好(hao)
，存(cun)在(zai)著(zhe)較(jiao)大(da)的(de)等(deng)效(xiao)電(dian)感(gan)和(he)電(dian)阻(zu)，故(gu)阻(zu)抗(kang)大(da)，尖(jian)峰(feng)噪(zao)音(yin)也(ye)大(da)。高(gao)頻(pin)電(dian)解(jie)電(dian)容(rong)器(qi)是(shi)具(ju)有(you)優(you)良(liang)高(gao)頻(pin)特(te)性(xing)的(de)低(di)電(dian)感(gan)器(qi)件(jian)

，它(ta)對(dui)脈(mai)衝(chong)源(yuan)及(ji)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)提(ti)供(gong)了(le)很(hen)好(hao)的(de)與(yu)接(jie)地(di)回(hui)路(lu)的(de)隔(ge)離(li)，並(bing)提(ti)供(gong)良(liang)好(hao)的(de)噪(zao)聲(sheng)濾(lv)波(bo)。

目前有三種高頻電解電容器，一種是四端電容器，它的高頻特性良好，但是負載電流流過電容器內部使之發熱
，故電流要限製在10A以下；二是大型高頻濾波電解電容器

，它有承受大電流的能力但高頻特性不及前者好
；第三種是高頻濾波電解電容器，優點是體積小。不改變電路的其它參數，假若用普通電解電容器時尖峰幹擾為150mVp-p,而用四端電容則為50mVp-p。用一定容量的聚碳酸脂電容或高頻陶瓷電容跟輸出電解電容並聯
，可以進一步降低尖峰幹擾。

開關穩壓電源布線對尖峰幹擾的抑製

開關穩壓電源工作時向空間輻射幹擾。輻射噪音電平與輻射源的距離成反比。一般離5cm以(yi)外(wai)布(bu)線(xian)即(ji)可(ke)。若(ruo)結(jie)構(gou)上(shang)不(bu)允(yun)許(xu)則(ze)應(ying)加(jia)屏(ping)蔽(bi)。電(dian)源(yuan)輸(shu)入(ru)線(xian)周(zhou)圍(wei)產(chan)生(sheng)很(hen)強(qiang)的(de)電(dian)磁(ci)場(chang)，為(wei)減(jian)小(xiao)輸(shu)入(ru)線(xian)和(he)輸(shu)出(chu)線(xian)之(zhi)間(jian)的(de)電(dian)磁(ci)耦(ou)合(he)，兩(liang)者(zhe)必(bi)須(xu)遠(yuan)離(li)。
[page]
liuguokaiguandadianliudedaoxianyingjinliangduan，bingqiebugenqitaxianjiaolian。jiangyaxingkaiguanwenyadianyuandexuliuerjiguanhuozheshengyaxingdekaiguansanjiguandejiediduanyingyizuiduandeyinxianzhijieyushuchudianrongdediduanxianglian。tu5表示了布線的影響，尖峰幹擾通過環路I輻射，故構成這一環路的各段連線的感性耦合必須最小，電容器的引線要短，以減小引線電感。

為減小輸出線上的損耗和尖峰幹擾，輸出到負載的連線應短。圖6畫出了對三種不同長度的輸出線，當負載電流為8A時，在負載端所測得的幹擾波形。輸出線長

，尖峰幹擾的幅度大、寬度也寬。相同長度的輸出線，線徑粗則尖峰幹擾幅度大、寬度寬。用雙絞線能有效地衰減電磁感應電勢
，表1說明對感應電勢衰減的數值隨扭距變短而增大。

輸出線的接法對尖峰幹擾有很大的影響。用雙絞線直接從輸出電容器的高端和低端輸出，可使正、反fan向xiang的de幹gan擾rao電dian流liu抵di消xiao。否fou則ze幹gan擾rao電dian流liu流liu經jing輸shu出chu線xian，會hui在zai線xian上shang產chan生sheng一yi個ge很hen大da的de尖jian峰feng幹gan擾rao電dian壓ya。當dang開kai關guan穩wen壓ya電dian源yuan供gong幾ji個ge負fu載zai使shi用yong時shi
，從cong輸shu出chu電dian容rong分fen別bie用yong雙shuang絞jiao線xian饋kui送song到dao各ge負fu載zai為wei好hao。實shi際ji應ying用yong中zhong饋kui線xian很hen長chang，帶dai有you長chang輸shu出chu線xian的de開kai關guan穩wen壓ya電dian源yuan
，它ta的de尖jian峰feng幹gan擾rao較jiao大da。為wei此ci，可ke在zai輸shu出chu端duan或huo在zai負fu載zai的de輸shu入ru端duan加jia設sheLC低通平衡濾波器。例如某開關穩壓電源輸出2m長的饋線到負載，在負載端的尖峰幹擾為3Vp-p,若在負載側加LC濾波器，則下降為100mVp-p。不接電感L,隻加電容則尖峰幹擾為1Vp-p,可見小電感L是必須的。

結語

綜(zong)上(shang)所(suo)述(shu)
，脈(mai)衝(chong)寬(kuan)度(du)調(tiao)製(zhi)開(kai)關(guan)穩(wen)壓(ya)電(dian)源(yuan)所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)噪(zao)音(yin)的(de)頻(pin)譜(pu)很(hen)寬(kuan)，從(cong)幾(ji)赫(he)茲(zi)到(dao)幾(ji)十(shi)兆(zhao)赫(he)茲(zi)，根(gen)據(ju)本(ben)文(wen)所(suo)分(fen)析(xi)的(de)因(yin)素(su)，按(an)照(zhao)以(yi)上(shang)所(suo)討(tao)論(lun)的(de)方(fang)法(fa)，可(ke)以(yi)有(you)效(xiao)地(di)抑(yi)製(zhi)這(zhe)些(xie)噪(zao)聲(sheng)中(zhong)的(de)尖(jian)峰(feng)幹(gan)擾(rao)。

對於個別電路，則采用其中的若幹種進行組合，往往就可奏效。目前，要使開關穩壓電源的噪音達到毫伏峰-峰數量級，尚有許多難處。但是
，隨著元件的進展、工藝水平的提高以及對噪音問題的認識深化
，開關穩壓電源的輸出噪音是可能達到新水平的。