DC/DC转换器在其电源中产生噪声是不理想的,但噪声量多少才算过大?我们又该如何测量噪声呢?与AC/DC转换器不同,DC/DC转换器没有关于可接受噪声水平或测量设置的法定标准。此外,噪声的幅值和频谱会随着接地方式以及DC/DC转换器是否隔离而变化。.
我们看到一些DC/DC转换器制造商声称其产品符合EN 55032、CISPR 32和FCC Part 15等标准,并标明了A类和B类限值,但这些标准指的是交流配电网络允许的最大限值,与DC/DC转换器的输入线路无关。内置DC/DC转换器的系统能够承受的限值高度依赖于连接到直流输入线路的其他设备的抗扰度(如果有)以及物理布局。例如,较长的内部直流互连线路上的传导噪声会导致外部辐射电磁干扰(EMI)。 是 须符合法定标准,例如欧洲EMC指令中规定的标准。.
因此,即使仅作为一种主观衡量标准和比较竞争产品的方法,按照 EN 55032 等标准进行测量也是值得的。对于交流或直流输入设备,测量的关键在于在输入线路中插入线路阻抗稳定网络 (LISN)。这样做是为了隔离电源阻抗的变化,从而确保在不同的电气环境下测量结果的一致性。.
线性输入/输出稳定网络 (LISN) 有多种类型,通常分为‘V’型和‘Delta’型。图中所示为 V 型 LISN 的一般配置,其中 DC/DC 转换器的地线远离电源,因此噪声在正负极线路上均有测量。当然,输入端可能根本没有接地,而且如果 DC/DC 转换器是隔离的,其输出端在实际应用中可能接地也可能不接地,这会对测量结果产生显著影响。.
此外,不同的线性阻抗稳定网络(LISN)也不尽相同。CISPR 16-1-2 给出了一些示例,但对于不同的直流/直流应用,究竟应该使用哪种 LISN 并不总是很明确。交流输入设备通常使用带有 50 µH 电感的 LISN,而 5 µH 电感则更常见于直流/直流转换器,并且在汽车电磁干扰(EMI)测试中是特别要求的(例如,根据 CISPR 25)。.

图1:用于DC/DC转换器的典型V-LISN参数
此时我们需要区分差模噪声和共模噪声。差模噪声是指输入线之间的电压(或电流),而共模噪声是指两条输入线(连接在一起)与地之间的电压(或电流)。然而,对于直流/直流转换器而言,地的定义可能并不明确。对于交流/直流转换器,V-LISN 信号输出的电压等于共模噪声值加上差模噪声值的一半,而 Delta LISN 则将两种模式分离,以便进行独立测量。对于直流/直流转换器,该值取决于地线的连接方式和位置。如果地线位于直流/直流转换器的输入回流线上,则根据定义,输入端不存在共模噪声。如果地线位于 LISN 的上游,则测量值会更高;如果直流/直流转换器被隔离且其输出接地,则测得的噪声将更加难以确定。通常,系统层面关注的是直流/直流转换器的差模噪声,因此必须从 LISN 测量中提取该噪声,并考虑接地位置的影响。.
CISPR 25 等标准也规定,噪声测量应测量直流/直流转换器输入端的电流。这种方法可能更有用,因为它不像电压测量那样依赖于其他参考点。不过,仍然需要使用电感阻抗稳定网络 (LISN),因为电流取决于直流/直流转换器上游电路的阻抗。低功率直流/直流转换器通常以这种方式指定输入噪声,但使用的是串联电感而不是 LISN。电感值由制造商随意指定,其自谐振、电感变化和电阻值均未指定,因此比较结果不可靠。在低功率下,噪声电流通常仅以均方根值表示,而没有指定测量带宽,并且通常值很小,而峰值可能在很宽的频率范围内高得多,这同样降低了测量的意义。.
DC/DC转换器的传导输入噪声是一个重要参数,会导致系统运行不稳定,因此必须对其进行测量并尽可能降低。然而,可接受的噪声水平只能根据具体系统进行确定,比较测量应采用相同的接地方式,且测量结果不能直接反映最终应用中的噪声水平。最坏的情况下,可能会选择过大的滤波器,这会影响转换器的稳定性,并引入其他问题,例如谐振导致噪声峰值,以及负载阶跃期间产生瞬态电压。.
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