非隔離式電源的共模電流可能成為一個電磁干擾(EMI) 源，您是否曾經(jīng)消除過它呢,？在一些高壓電源中,，例如：LED 燈泡所使用的電源，您可能會發(fā)現(xiàn)您無法消除它們,。經(jīng)仔細查看,，發(fā)現(xiàn)非隔離式電源與隔離式電源其實并沒有什么兩樣。開關節(jié)點接地寄生電容,，產(chǎn)生共模電流,。

    圖1 是一個 LED 電源的示意圖，其顯示了該降壓調(diào)節(jié)器中共模電流產(chǎn)生的主要原因,。原因就是開關節(jié)點接地電容,。令人驚訝的是，如此小的一點電容,，仍會產(chǎn)生問題,。CISPR B 類（適用于住宅設備）輻射規(guī)定允許 1 MHz下 46 dBuV (200 uV)信號的 50 電源阻抗。這也就是說,，僅允許 4 uA的電流,。如果轉換器在 100 kHz下對 Q2漏極的 200 Vpk-pk方波進行開關操作，則基準電壓約為 120伏峰值,。由于諧波隨頻率降低而成比例下降,，因此 1MHz 下會有約 9 Vrms。我們可以利用它來計算允許電容,，得到約 0.1pF,，即 100 fF（相當于 1 MHz下 2 兆歐阻抗），其為這個節(jié)點完全可能的電容量,。另外,，還存在電路接地其余部分的電容，其為共模電流提供了一條返回通路,，如圖1所示 C_Stray2,。

圖1 僅100 fF的開關節(jié)點電容卻產(chǎn)生了EMI 問題

    在 LED 燈應用中，沒有基底連接,，只有熱和絕緣,，因此共模 EMI 濾波便成為問題。這是因為電路為高阻抗,。它可以由一個與 2 兆歐容抗串聯(lián)的 9 Vrms電壓源表示（如圖2所示）,，無法增加阻抗來減少電流。要想降低 1MHz 下的輻射，您需要降低電壓,，或者減小寄生電容,。降低電壓共有兩種辦法：顫動調(diào)諧或者上升時間控制。顫動調(diào)諧通過改變電源的工作頻率來擴展頻譜范圍,。

圖2 100 fF可導致超出EMI 限制

     要討論顫動調(diào)諧,，首先請閱讀《電源設計小貼士8》（2009 年 2 月）。上升時間控制通過降低電源的開關速度來限制高頻譜,，最適合解決 10MHz 以上的 EMI 問題,。減小開關節(jié)點的寄生電容很容易，只需最小化蝕刻面積或者使用屏蔽材料,。該節(jié)點到整流電源線路的電容,，不會形成共模電流，因此您可以將導線埋入多層型印制線路板(PWB),，從而減少大量不需要的電容,。但是，您無法徹底消除它,，因為 FET 漏極和電感仍然余留有電容,。圖2 給出了一幅曲線圖，引導您逐步計算 EMI 頻譜,。第一步是計算電壓波形（紅色）的頻譜,。通過計算漏電壓波形的傅里葉級數(shù)，或者只需計算基本分量然后對包線取近似值（1除以調(diào)和數(shù)和基本分量）,，便可完成上述計算,。在高頻完成進一步的調(diào)節(jié)（1/ （pi *上升時間）），如7MHz以上頻率所示,。下一步,，用該電壓除以寄生電容的電抗。有趣的是,，低頻輻射為扁平穩(wěn)定狀態(tài),，直到頻率穿過由上升時間設定的極點為止。最后,，CISPR B 類規(guī)定也被繪制成圖,。僅 0.1 pF的寄生電容和一個高壓輸入，輻射就已接近于規(guī)定值,。

    EMI 問題也存在于更高的頻率,，原因是輸入線路傳輸共振引起的電路共振和輻射。共模濾波可以幫助解決這些問題,，因為在 C_Stray2存在大量的電容,。例如,，如果電容大小為 20 pF，則其在 5MHz 下阻抗低于 2 K-Ohms,。我們可以在電路和50Ohm測試電阻器之間增加阻抗足夠高的共模電感,，以降低測得輻射。更高頻率時,，也是如此,。

    總之，使用高壓,、非隔離式電源時，共模電流會使 EMI 輻射超出標準規(guī)定,。在一些雙線式設計中（無基底連接）,，解決這個問題尤其困難，因為有許多高阻抗被包含在內(nèi),。解決這個問題的最佳方法是最小化寄生電容,，并對開關頻率實施高頻脈動。頻率更高時,，電路其余部分的分散電容的阻抗變小,，因此共模電感可以同時降低輻射發(fā)射和傳導發(fā)射。

    下次,，我們將討論 DDR 內(nèi)存的電源,，敬請期待。

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