開關電源差模傳導發射分析

影響開關電源差模傳導發射的主要是濾波電容的等效串聯電阻ESR和等效串聯電感ESL。

圖 開關電源差模傳導發射回路分析

開關電源在MOS管通斷過程中產生開關電流，開關電流的基頻等于開關電源頻率。由于濾波電容C是一個大容量、高額定電壓的電容，因此其有顯著等效串聯電阻ESR和等效串聯電感ESL。因此對于開關電流來說，濾波電容并不是絕對的低阻抗，開關電流在分流點處將出現分流，一些開關電流流向濾波電容，剩下的經全波整流電路和LISN后返回。對于差模電流來說，LISN可以近似看成100歐姆，于是可以將上圖進行簡化：

圖開關電源簡化的差模等效電路

從上圖可以看出，流經LISN的電流IDM經過50歐姆電阻上的電壓就是我們所說的差模傳導發射電壓。由于LISN的電阻是固定的，在開關頻率處，電容C的容抗也是非常的低，比如在50kHz開關頻率處一個250uF理想電容的容抗為0.01歐姆，接近于零，所以在開關頻率處ESL和ESR將是主要的阻抗，ESL和ESR的大小將決定有多少開關電流分流到LISN形成差模傳導發射電壓VDM。

下面我們來分別分析ESL和ESR對的影響。我們用一個梯形波近似開關電流，因為我們對梯形波的頻譜包絡非常熟悉，這里主要是為了掌握定量分析的過程，因為分析問題的思路和能力是最重要的。

例如一個有30nH的ESL和0.1歐姆ESR的濾波電容，轉折頻率為531kHz。

我們觀察GJB151B的CE102限值曲線可以看出在500kHz以前CE102的限值以20dB/dec的速率下降，因此只要轉折頻率在500kHz或者更低，那么輸入濾波電容的ESR將不會帶來任何問題。

總結：我們應該如何減小差模傳導發射呢？由于開關電源的開關頻率是設計好的，我們無法改變，另外開關電流的時域幅值為是電源的額定功率決定的，我們也無法隨意改變，開關管的上升/下降時間也是設計好的，受設計者控制的唯一參數是盡可能的減小濾波電容的ESR和ESL，同時轉折頻率盡可能落在500kHz以內。

審核編輯：湯梓紅