目錄

什么是開關噪聲？

DC-DC轉換器中開關噪聲的產生原理

差模噪聲與共模噪聲：成因及對策

什么是串擾（平行布線間產生的感應噪聲）

使用電容器的開關噪聲對策

針對輻射噪聲（噪聲電場強度）的對策

總結：開關噪聲對策與電路板布局的重要性

開關噪聲是由電流突然通斷（ON/OFF）切換引發的高頻振鈴，尤其常見于開關電源及高速工作的半導體器件中。這類噪聲雖可通過優化電路板布線實現降噪，但針對泄漏的輻射噪聲，需采取專門的應對措施。此外，平行布線之間會產生串擾，進而引發感應噪聲。本文以DC-DC轉換器為例，詳細闡述開關噪聲的產生原理、電子電路設計中開關噪聲對電磁兼容性（EMC）等方面的影響，以及針對這些問題的有效解決方案。

什么是開關噪聲？

開關噪聲是電子電路及電源IC（集成電路）工作過程中，由不必要的電流波動引發的高頻振鈴。這類噪聲常見于DC-DC轉換器、AC-DC轉換器等高速運行的半導體器件中。開關噪聲可能降低電路穩定性，還可能引發電磁兼容性（EMC）中的電磁干擾（EMI）相關問題。

開關噪聲的產生原因

開關噪聲的常見原因是由開關電源等可高速通斷的半導體器件工作所導致。由此會產生急劇的電流或電壓變化，進而引發紋波與噪聲。

噪聲對策（噪聲消除與降低）

針對開關噪聲的降低與消除，可采取以下幾項對策：

1. 使用濾波器：通過低通濾波器或高通濾波器，去除不必要的頻率成分。

2. 配置電容器：在電路的關鍵位置配置電容器，吸收電壓波動。

3. 電路板布局的噪聲對策：盡量縮短布線長度，通過優化布局降低開關噪聲（傳導噪聲）。

4.緩沖電路：使用緩沖電路吸收振鈴，從而可以降低開關噪聲（輻射噪聲）。

5. 自舉電路的噪聲對策：插入電阻，能夠降低開關噪聲（輻射噪聲）。

DC-DC轉換器中

開關噪聲的產生原理

開關噪聲的產生原因，是電子電路或電源IC工作過程中出現的不必要電流波動，進而引發高頻振鈴。下面將以DC-DC轉換器為例，對開關噪聲進行說明。

首先，我們將借助同步整流型降壓DC-DC轉換器的等效電路，確認開關電流的路徑。

設高邊開關為SW1，低邊開關為SW2。當SW1導通（SW2斷開）時，電流路徑為：輸入電容器→SW1→電感L→輸出電容器。當SW2導通（SW1斷開）時，電流路徑為：SW2→電感L→輸出電容器。下圖展示了這兩種電流路徑的差異，每次開關導通/斷開（ON/OFF）時，紅色線路中的電流發生劇烈變化。由于該回路的電流變化十分陡峭，電路板布線的電感會在回路內引發高頻振鈴。

審核編輯 黃宇