DC/DC转换器传导EMI特性分析：差模与共模噪声

"深入理解DC/DC转换器的传导EMI特性" 在电源转换技术中，高开关频率是实现设备小型化的关键因素。然而，随着开关速度的提高，电磁干扰(EMI)问题变得日益突出。EMI滤波器是确保设备符合法规标准的重要组成部分，但它们也会增加系统的体积。因此，掌握DC/DC转换器的EMI特性对于设计高效、合规的电源系统至关重要。 本系列文章的第二部分聚焦于差模(DM)和共模(CM)传导发射噪声的来源及传播途径，帮助我们更深入地理解DC/DC转换器的EMI行为。DM和CM噪声是传导发射的两种主要形式，分别代表对称模式和非对称模式的电流信号。在图1中，同步降压和升压转换器的DM电流沿电源线的相反方向流动，而CM电流则通过Y电容连接到地，形成完整的传播路径。 DM噪声电流(IDM)源于转换器内部的开关活动，其方向在正负电源线之间相反。由于DM噪声是“电流驱动型”的，它与开关电流的瞬时变化(di/dt)、磁场和低阻抗环境紧密相关。在连续导通模式(CCM)的降压转换器中，输入电流呈现阶梯状，携带丰富的谐波。尽管输入电容可以过滤掉部分高次谐波，但电容的非理想特性（如ESL和ESR）会导致一些谐波以DM噪声的形式出现在电源线上。 另一方面，CM噪声通常表现为在电源线与地之间的电压差，它是由开关活动引起的环路电流产生的。在汽车应用中，升压转换器的CM噪声传导路径尤为关键，因为车辆内部的电气环境对EMI特别敏感。这些路径可能包括通过电源线、电缆屏蔽层或接地路径的泄漏电流。 为了分析和控制EMI，工程师需要能够从总噪声测量中分离出DM和CM噪声分量。这通常涉及到使用特定的滤波技术或测试设备，以识别和量化这两种噪声类型。此外，优化电路布局、选择合适的滤波组件以及实施适当的屏蔽措施也是减少EMI的关键策略。 理解并管理DC/DC转换器的DM和CM传导噪声对于创建符合EMI标准的高性能电源系统是必不可少的。通过深入研究噪声源、传播路径和控制方法，设计者可以更有效地降低噪声水平，同时保持转换器的小型化和效率。在实际应用中，这不仅有助于提高系统性能，还能确保设备能够在各种复杂的电磁环境中正常工作。