DCDC 转换器输入端的噪声珠会造成不稳定和振荡

工程师经常在源电源中添加噪声抑制珠，以将高频噪声排除在输入源之外。这些珠子被宣传为在 10 或 100 MHz 时具有 10 到 100 欧姆(通常)。当我第一次听说它们时，我想到了电阻器——如果有的话，它们会使电源更稳定。然而，在将低于 10 mOhms 的低 DC 电阻与 100 MHz 时 10 – 100 ohms 的高得多的电阻进行对比后，我意识到它们在几十年的频率上都可以作为有效的电感器。如果 DC/DC 的输入电容是 ESR(等效串联电阻)非常低的陶瓷电容，则该电容与磁珠电感一起形成高质量的 LC 谐振回路。结合 DC/DC 转换器的负电阻，您可以获得谐振频率下的振荡。

制造商数据表通常不会宣传这些磁珠的电感值。它们确实提供了最大直流电阻值，并在磁珠通常仍具有电感性的低 MHz 范围内显示阻抗值。基于低 MHz 范围内的阻抗，可以计算电感值。从阻抗 (Z) 与频率 (F) 的关系图中，选择 1 到 5 MHz 范围内的频率，您会注意到该图显示阻抗几乎仍然是纯电感性的。

L = Z / (2 * Pi * F) 如果 F 的单位是 MHz，Z 的单位是 Ohms，那么 L 的单位是 uH。(等式 1)

我经常在此范围内的 2 个或更多频率上执行此计算以进行验证，因为在这些图表上，此频率范围内的阻抗分辨率通常很差。

使用此方法计算电感后，该磁珠变为电感的低频 (F_ind) 也可以根据直流电阻 (DCR) 确定。

F_ind = DCR / (2 * Pi * L)如果 DCR 的单位是 mOhms，L 的单位是 uH，那么 F 的单位是 kHz。(等式 2)

示例：Murata BLM31PG330SN1：尺寸 1206，额定电流为 6 A，直流电阻最大 9 mOhms，目标为 33 ohms，100 MHz：

磁珠在 3 MHz 时具有 4 欧姆，并且在该频率下仍然是纯电感性的。使用等式 1，这计算为大约 0.2 uH。根据等式 2，基于 9 mOhm DCR 的磁珠变为感应的低频为 7 kHz。

现在可以计算潜在的共振频率(Fresonant)。首先需要确定有效输入电容，同时考虑到带偏置的陶瓷电容器的有效电容降低。例如，尺寸为“1210”的 22 uF(或公制尺寸的“3225”)在 12V 偏置下具有大约 11 uF 的有效电容。如果使用 4 个电容，则有效电容为 44 uF。 等式 3说明了使用以 uH 为单位的电感和以 uF 为单位的电容来计算以 kHz 为单位的频率的等式的修改形式。

Fresonant(kHz) = 159 / [L(uH) * C(uF)] 的平方根(等式 3)

在 0.2 uH 和 44 uF 的示例情况下，谐振频率将为 54 kHz。这远高于磁珠变为感应的 7 kHz。对于具有约 100 kHz 控制回路的高速多相应用，它可能会引起麻烦，从而使稳定性受到质疑。以下是确保这些应用程序稳定性的三种方法：

确保稳定性的三种潜在方法：

a) 将控制回路减慢到远低于该谐振频率;

b) 用低得多的电感部分降低磁珠滤波或增加一个并联电阻;和

c) 添加与陶瓷电容并联的阻尼电容。

总之，当在电源输入端使用噪声珠时，设计人员必须注意潜在的振荡，并在许多情况下进行修改以防止它们发生。