在實際應(yīng)用中,開關(guān)電源不可避免的要產(chǎn)生噪聲。這是一個不容忽視的問 題,也是非常關(guān)鍵的問題,它影響到設(shè)備的精度,甚至阻礙電源的發(fā)展。因此，安靜、經(jīng)過良好調(diào)節(jié)的電源對于在許多電路應(yīng)用中實現(xiàn)最佳性能是很重要的。為了獲得這種性能水平，至關(guān)緊要的是能夠減輕轉(zhuǎn)換過程中而產(chǎn)生的任何噪聲。實現(xiàn)此目標的一種顯而易見的辦法就是使用線性穩(wěn)壓器。然而，盡管線性穩(wěn)壓器可提供安靜的電源軌，但是它們的轉(zhuǎn)換效率在高降壓比條件下欠佳，而這在高輸出電流應(yīng)用中會導(dǎo)致設(shè)計的熱問題。

當(dāng)然，基于磁性元件的開關(guān)穩(wěn)壓器能夠緩解常見的熱問題，這是因為它們通常具有高的轉(zhuǎn)換效率，從而在最終應(yīng)用要求高輸出電流時可實現(xiàn)熱設(shè)計的簡化。眾所周知，組件選擇和電路板布局在決定幾乎所有電源之設(shè)計成敗方面會起到重要的作用。這些方面設(shè)定了它們的功能性 EMI 和熱運行方式。對于新手來說，開關(guān)電源布局可能貌似一種“黑色”藝術(shù)，但是事實上它是設(shè)計的一個基本，而這方面在設(shè)計過程的早期常常是被忽視的。由于功能性 EMI 要求始終是必須滿足的，因此對電源功能穩(wěn)定性有好處的東西對其 EMI 輻射指標常常也是有益的。此外，從頭開始的良好布局不僅不會給設(shè)計增加任何成本，而且通過免除增加 EMI 濾波器、結(jié)構(gòu)屏蔽、EMI 測試時間和諸多電路板修改的需要，實際上還能節(jié)省成本。

而且，當(dāng)在設(shè)計中使用多個 DC/DC 開關(guān)模式穩(wěn)壓器以產(chǎn)生多個電源軌，或通過穩(wěn)壓器的并聯(lián)來實現(xiàn)均流和提供較高輸出功率時，由于噪聲所引起的潛在干擾問題還會加劇。如果所有均在一個相似的頻率工作 (開關(guān)操作)，則由一個電路中的多個穩(wěn)壓器產(chǎn)生的組合能量將集中在一個頻率上。該能量的存在會成為一個問題，特別是如果印刷電路板 (PCB) 上其余的 IC、以及其他系統(tǒng)板彼此靠近且容易受到該輻射能量的不良影響。在安裝密度高和通?？拷娫肼暟l(fā)生源 (例如：機械式開關(guān)感性負載、PWM 驅(qū)動功率輸出、微處理器時鐘和接觸式開關(guān)) 的工業(yè)和汽車系統(tǒng)中，這會格外麻煩。此外，如果在不同的頻率執(zhí)行開關(guān)操作，則互調(diào)分量會混疊至敏感的頻段中。

開關(guān)穩(wěn)壓器輻射

在重視低散熱量和高效率的場合中，常常用開關(guān)穩(wěn)壓器取代線性穩(wěn)壓器。而且，開關(guān)穩(wěn)壓器通常是輸入電源總線線路上的第一個有源組件，因而對于整個產(chǎn)品設(shè)計的 EMI 性能具有重大的影響。

傳導(dǎo)輻射“騎”在連接至某個產(chǎn)品的導(dǎo)線和走線上。由于噪聲集中到設(shè)計中的某個特定端子或連接器，因此與傳導(dǎo)輻射要求的相符性通?？衫昧己玫牟季只驗V波器設(shè)計在開發(fā)過程的早期予以保證。輻射發(fā)射是完全不同的另外一件事情。電路板上每個傳輸電流的組件和線路都輻射一個電磁場。電路板上的每一根走線都是一個天線，而每個銅平面則是一個諧振器。任何電信號 (純正弦波或 DC 電壓除外) 都將在整個信號頻譜上產(chǎn)生噪聲。即使采取了謹慎的設(shè)計，電源設(shè)計師在對系統(tǒng)進行測試之前都絕對不會真正知道輻射發(fā)射將糟糕到什么程度。而且，直到設(shè)計基本完成才能正式實施輻射發(fā)射測試。

濾波器常用于通過衰減某個特定頻率上或某個頻率范圍內(nèi)的信號強度來降低 EMI。穿越空間傳輸?shù)牟糠衷撃芰?(輻射能量) 通過增設(shè)金屬和磁屏蔽加以衰減?！膀T”在 PCB 走線上的那部分能量 (傳導(dǎo)能量) 則通過增設(shè)鐵氧體磁珠和其他濾波器進行抑制。EMI 雖然是不可消除，但是能夠被衰減至一個其他通信、信號處理和數(shù)字組件可以接受的水平。此外，有幾家管理機構(gòu)強制執(zhí)行標準以確保在工業(yè)和汽車系統(tǒng)中均實現(xiàn)相符性。

采用表面貼裝技術(shù)的新式輸入濾波器組件擁有優(yōu)于通孔式元件的性能。然而，這種改善的步伐落后于當(dāng)今高頻開關(guān)穩(wěn)壓器所產(chǎn)生之需求的增速。由于較快開關(guān)轉(zhuǎn)換的原因，在較高工作頻率上要求的低最小導(dǎo)通和關(guān)斷時間會產(chǎn)生較高的諧波分量，從而增加輻射噪聲。然而，這些高開關(guān)邊緣速率是獲得較高轉(zhuǎn)換效率所必需的。開關(guān)電容器充電泵并未呈現(xiàn)這種運行方式，因為它工作在低得多的開關(guān)頻率，而且最重要的是能夠容許較慢的開關(guān)轉(zhuǎn)換，并不會導(dǎo)致效率的下降。

精明懂行的 PCB 設(shè)計師將縮小熱回路，并采用與有源層盡可能靠近的屏蔽接地層。盡管如此，器件引出腳配置、封裝結(jié)構(gòu)、熱設(shè)計要求和在去耦組件中存儲充足能量所需的封裝尺寸還是決定了熱回路尺寸必須最小化。讓事情更復(fù)雜的是，在典型的平面型印刷電路板中，走線之間高于 30MHz 的磁性或變壓器型耦合將削弱濾波器所產(chǎn)生的各種作用，這是因為諧波頻率越高，就會成為不良影響越強的有害磁耦合。