【導讀】開關模式電源轉換器的輸入和輸出通常會加電感電容濾波器以減少反射紋波電流和輸出噪聲，同時滿足EMCdefusheheminganxingxianzhi。zhuanhuanqizhizaoshangyoushihuizhidingtuijianlvbodianganzhi，danshizaizhenggepinlvfanweineiyoubutongyuanqijiangonghuoshangtigongdexiangtongbiaochengxingnengdebujiankenenghuiyouhendadexingnengchayi
，congerdaozhijieguobujiabingqiezengjiachuandaohefusheganrao。benwenjiangtantaodianganxingnengdebutongbianhua。

現如今大多數電源轉換器包括所有隔離式DC/DC轉換器都屬於“開關模式”，這種模式下，外部DC電壓在高頻時被“斬波”後轉為AC供應給內部隔離變壓器。變壓器的AC輸出由占空比控製調節整流後回到DC，整zheng個ge過guo程cheng既ji高gao效xiao損sun耗hao又you低di。缺que點dian是shi開kai關guan過guo程cheng中zhong在zai輸shu入ru和he輸shu出chu上shang會hui產chan生sheng高gao頻pin紋wen波bo以yi及ji傳chuan導dao和he輻fu射she噪zao聲sheng尖jian峰feng，這zhe些xie都dou會hui幹gan擾rao其qi它ta設she備bei。有you一yi種zhong趨qu勢shi是shi電dian源yuan轉zhuan換huan器qi以yi更geng高gao的de頻pin率lv和he更geng快kuai的de轉zhuan換huan速su率lv運yun行xing以yi提ti高gao效xiao率lv
，但dan由you此ci產chan生sheng的de噪zao聲sheng頻pin譜pu要yao寬kuan得de多duo。 

LC濾波器可降低輸出噪聲 

任何商用電源轉換器都有基本濾波將紋波和噪聲降低成約DC輸出的1%的典型峰峰值。通常這是可以接受的，但是如果應用比較敏感則需要較低的級別，而簡單的解決方法是添加一個外部LC濾波器（圖1）。 

圖1：外部LC濾波器可降低開關模式電源的輸出紋波和噪聲

理論上電感阻抗在DC時為零，電容阻抗則為無窮大，因此所需的DC不會受到影響。但是隨著頻率增加，電感阻抗ZL增大同時電容器阻抗ZC減小，從而產生越來越大的“分壓器”效應。可以選擇濾波器角頻率來降低轉換器開關頻率紋波，但噪聲尖峰是由高達數十MHz的頻譜組成， 因此對噪聲尖峰的衰減就比較難預測。 

原因是在某些頻率下，當ZL和ZC的值相等時LC網絡產生“諧振”
，噪zao聲sheng被bei放fang大da而er不bu是shi減jian少shao，盡jin管guan這zhe種zhong影ying響xiang會hui被bei負fu載zai電dian阻zu阻zu尼ni。以yi上shang諧xie振zhen，仍reng有you一yi些xie噪zao聲sheng衰shuai減jian，但dan其qi他ta寄ji生sheng效xiao應ying開kai始shi出chu現xian。例li如ru，電dian感gan器qi的de自zi電dian容rong會hui產chan生sheng另ling一yi種zhong頻pin率lv高gao得de多duo的de共gong振zhen。這zhe個ge電dian容rong也ye比bi較jiao容rong易yi讓rang噪zao聲sheng繞rao過guo電dian感gan。高gao頻pin的de時shi候hou因yin為wei“集膚效應”的關係，電感的磁芯損耗增加
，電感器線的交流電阻也增加，電容的阻抗相對於等效串聯電阻(ESR)變小，電容開始扮演電阻的角色。電容的等效串聯電感（ESL）也有高頻效應。如果LC濾波器的等效電路包括這些寄生組件，就會比較接近圖2。 

圖2：具有寄生組件的外部濾波器

電感的寄生效應改變噪聲衰減性能 

針對電路中涉及頻率的磁芯損耗的影響 ，采用LLOSS 1 ，2以及 RLOSS 1 
， 2是一種簡單的建模方式
；不同的LLOSS值會產生不同的阻抗，從而使不同的電阻組件RLOSS 1和2在不同的頻率產生影響。增加更多的LLOSS/RLOSS網絡能讓模型更加精確，但是很難參考電感的規格書來計算分量值，因此如果要一個完整的電感和磁芯模型可通過經驗得到數值。圖3顯示了帶有和不帶有LLOSS/RLOSS網絡的濾波器衰減模擬圖，其中包括L和C及其寄生分量的假定值
，顯示磁芯損耗對噪聲的高頻衰減有很大影響，在10MHz時相差了20 dB。不幸的是
，磁芯損耗並沒有出現在典型的電感器規格書中，並且可能變化很大。 

圖3：有無磁芯損耗的LC濾波器衰減對比圖

輸入EMC濾波器組件選擇 

在選擇DC/DC轉換器輸入的EMC濾波器的商用電感時（圖4），電感製造商的規格書通常隻提供電感、DCdianzuyijigebiexiezhenpinlvdexinxi。jinguanzhekeyishifanshedeshuruwenboshuaijianyidingdeliang，danshiruguomeiyoushujulaidingyijishengfenliangjiuhennanyucezaoshengjianfengjipinpushuaijian。congshuchulvboqidefenxikeyikanchu，gaopinxiaoying（例如磁芯損耗）會(hui)再(zai)次(ci)對(dui)噪(zao)聲(sheng)衰(shuai)減(jian)產(chan)生(sheng)極(ji)大(da)的(de)影(ying)響(xiang)。電(dian)感(gan)製(zhi)造(zao)商(shang)不(bu)會(hui)提(ti)供(gong)相(xiang)關(guan)信(xin)息(xi)是(shi)可(ke)以(yi)理(li)解(jie)的(de)，因(yin)為(wei)變(bian)數(shu)多(duo)了(le)。例(li)如(ru)，磁(ci)芯(xin)損(sun)耗(hao)不(bu)但(dan)取(qu)決(jue)於(yu)波(bo)形(xing)交(jiao)流(liu)分(fen)量(liang)的(de)幅(fu)度(du)及(ji)形(xing)狀(zhuang)
，也(ye)取(qu)決(jue)於(yu)頻(pin)率(lv)、DC電流偏置以及溫度。 

圖4：典型的DC/DC轉換器輸入EMC濾波器

因此很難選到理想的電感
，在最壞的情況下可能會導致傳導和輻射噪聲水平超過操作或法定規定。甚至可能到最終產品進行獨立EMC測試時才知道答案，但是此時做任何的變動都會造成極高的成本。 

如果有合適的測試設備，例如有天線和EMC室shi可ke用yong
，則ze可ke以yi在zai電dian路lu中zhong嚐chang試shi來lai自zi不bu同tong供gong應ying商shang的de具ju有you相xiang同tong標biao題ti額e定ding值zhi的de電dian感gan樣yang品pin，以yi檢jian查zha實shi際ji結jie果guo。大da電dian感gan值zhi似si乎hu不bu錯cuo但dan會hui降jiang低di諧xie振zhen頻pin率lv
，體ti積ji較jiao小xiao的de元yuan器qi件jian可ke能neng具ju有you較jiao高gao的deDC電(dian)阻(zu)進(jin)而(er)導(dao)致(zhi)電(dian)壓(ya)下(xia)降(jiang)，具(ju)體(ti)取(qu)決(jue)於(yu)轉(zhuan)換(huan)器(qi)的(de)負(fu)載(zai)和(he)功(gong)率(lv)消(xiao)耗(hao)。大(da)電(dian)感(gan)還(hai)具(ju)有(you)較(jiao)大(da)的(de)自(zi)電(dian)容(rong)，因(yin)此(ci)減(jian)少(shao)了(le)高(gao)頻(pin)衰(shuai)減(jian)。最(zui)後(hou)要(yao)考(kao)慮(lv)的(de)是(shi)大(da)電(dian)感(gan)本(ben)身(shen)會(hui)在(zai)承(cheng)受(shou)負(fu)載(zai)電(dian)流(liu)階(jie)躍(yue)時(shi)引(yin)起(qi)電(dian)壓(ya)尖(jian)峰(feng)。小(xiao)電(dian)感(gan)搭(da)配(pei)大(da)電(dian)容(rong)也(ye)是(shi)選(xuan)擇(ze)之(zhi)一(yi)，但(dan)是(shi)如(ru)果(guo)考(kao)慮(lv)到(dao)成(cheng)本(ben)和(he)尺(chi)寸(cun)的(de)問(wen)題(ti)而(er)使(shi)用(yong)電(dian)解(jie)類(lei)型(xing)
，它(ta)將(jiang)不(bu)會(hui)有(you)很(hen)好(hao)的(de)高(gao)頻(pin)特(te)性(xing)。其(qi)他(ta)類(lei)型(xing)的(de)，如(ru)陶(tao)瓷(ci)
，在(zai)高(gao)頻(pin)方(fang)麵(mian)很(hen)好(hao)，但(dan)對(dui)於(yu)高(gao)電(dian)容(rong)值(zhi)來(lai)說(shuo)，價(jia)格(ge)昂(ang)貴(gui)且(qie)體(ti)積(ji)大(da)。 

正確的L和C組合會受到成本、尺寸和性能等因素影響。當選擇電感時
，市場上就有了一個混亂的類型選擇。包括鐵氧體、鐵粉芯，一些特殊的選擇例如多晶磁芯，然後有鼓形
、環形和E型磁芯，以及也會影響性能的通孔或SMD安裝選擇。買家也會發現似乎相同電感規格和額定電流的器件
，價格卻大不相同。 

所suo提ti供gong的de每mei個ge電dian感gan器qi適shi合he特te定ding的de應ying用yong場chang合he。鐵tie氧yang體ti的de損sun耗hao最zui低di但dan材cai料liao比bi鐵tie粉fen昂ang貴gui。鐵tie粉fen對dui過guo電dian流liu的de耐nai受shou性xing也ye更geng高gao，比bi鐵tie氧yang體ti更geng能neng保bao持chi電dian感gan。“環形”或環形磁芯的磁場泄漏較小
，但比鼓形或“線軸”磁芯更難纏繞和端接。因此設計、生產、EMC

、采購和製程工程師都需要參與共同選擇最佳解決方案。 

首選經轉換器製造商驗證的解決方案 

作為AC/DC和DC/DC轉換器製造商的RECOM了解選擇合適電感器的困難
，因此提供了一係列可與大多數功率轉換器匹配的高性價比電感和推薦電容，而這些器件通過了他們的EMC室的傳導和輻射噪聲測試。客戶可以利用經驗證的一站式降噪解決方案的優勢
，節省時間、金錢，並有可能更快地進入市場。 

參考文獻 

[1] RECOM: www.recom-power.com

[2] Modelling ferrite core losses: http://ridleyengineering.com/design-center-ridley-engineering/39-magnetics/185-a03-modeling-ferrite-core-losses.html 

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