开关电源噪声发生的原因

　　图1为开关电源的基本工作示意图。其中，图1（a）所示为开关电源电路的基本构成，VF1起开关作用，它的通/断控制U1使其变为脉冲电压。L1和C1构成平滑电路，它们将该脉冲电压变为平滑的直流电压。在VF1截止时间，扼流圈L1释放能量为负载供电，但供给负载的能量要通过续流二极管VD1形成回路。开关电源的输出电压Uo为

　　（a）电路；（b）非稳定输入电压；（c）开关工作；（d）稳定电压

　　图1 开关电源的基本工作示意图

　　例如，输入电压UI变化时，为了保持输出电压Uo稳定，只要根据输入电压变化量ΔUI改变VF1的导通时间ΔTON，即脉冲宽度，就可以控制输出电压基本不变。

　　然而，开关电源一般以20kHz的频率进行开关工作，也就是说，开关电源是一种使电压与电流急剧变化而进行控制的装置。因此，许多因素都会使开关电源产生噪声，如开关管通／断时产生的高频噪声。图2所示为用MOSFET（VF1）开关管的通／断控制电感L（变压器）的典型电路及浪涌电压，可以说，所有的开关电源的电路中都是这种电感和电容构成的负载。这样，开关电源工作时，其电路内部的电压与电流都是快速变化，因此，分布电感要产生噪声，即UL＝Ldi/dt。另外，高速二极管的电流急剧变化时也会产生噪声。

　　（a）开关电路；（b）浪涌电压

　　图2 开关电路及浪涌电压

　　对于同样的电路，由于设计者不同，完成的产品其性能会有差异。原因是印制电路板的元器件配置布局等因设计者不同而异，由此使实际电路中的共用阻抗的耦合、电容耦合、电磁感应等条件也不同而引起的。也就是说，对于相同电路的开关电源，由于生产厂家或设计者不同其性能会有很大差异。

　　对于市售的电源模块，很多情况下其内部原理图与布局图是不公开的，因此，作为黑匣子处理时需要注意。连续使用同一厂家标准产品时，由于厂家降低成本等原因，有时产品不改变外观，而改变了内部电路或印制电路板，这种改变有可能引起噪声故障，因此，需要与厂家保持密切联系。

　　为了防止噪声引起的故障，在实施的产品质量管理、独立进行噪声特性的测量的同时，还需要了解开关电源与噪声之间的关系。