开关DC-DC转换器的EMI方案

尽管如此，在电源设计中，通常用电容器、电感和滤波器来降低或衰减共模和正态模式的传导噪声。

　　图2a左边图所示的48V输入DC-DC转换器的输入有一个差模电容器C1。这个单模电解电容器(120mF，100V)，用于确保低输入阻抗稳定和良好的瞬态响应。此电容器是转换器的能量储存器。为得到最大效益，此电容器必须尽可能地靠近模块的输入引脚。

　　图2b示出增加旁路电容器到变换器，这与差模电容器的组合是相当理想的，注意，在每个输入引脚的旁路电容器是连到基板(此处是地)，每个输出引脚连到基板。这些电容器是4700pF(100V)电解电容。

　　48V设计(100%负载)所产生的噪声比3.3V设计(50%负载)稍微大点。

　　图2c所示48V设计增加一个27μH差分电感器。

　　图2d所示电路增加一个共模扼流图。共模电图2d所示电路增加一个共模扼流图。共模电感器能加重电容器的能力。这是因为它对来自变换器的共模噪声能提供高阻抗，使噪声通过电容器这个最小阻抗通路到地。

　　有源EMI输入滤波器方案

　　电信中的传导EMI依从性做为DC-DC变换器中有源滤波器的一个重要应用已呈现出来。过去，传导EMI标准传导EMI测试和确认集中在离线AC输入电源。在2003年PICMG(PIC工控机制造者协会)批准电信板新的指标PICMG3.0(通称先进的电信计算结构ATCA)后发生了变化。此指标要求DC供电板满足传导EMI的EN55022限制。板上的滤波保证不同板之间的互操作性，并降低了每个设备机架所需的整体滤波量。

　　现在，电子业趋向于在更小的空间具有更多的功能的小器件。随着空间的减小，器件之间潜在的干扰，随着系统组装更多功能板和机架而增加。随着频率提高和电压电平下降，传导EMI的控制变成为一个更重要的设计任务。电信板不排除趋于在更密的封装中具有更高的性能。ATCA，PICMG3.0规范支持在标准19 ”机架内2.5Tb背板宽度。一个流行的ATCA机架在19×21×15英寸容积内，可以有14个板。

　　为了支持更高的性能，每个板可以用高达200W的DC电源。EMI依从性做起来更困难，因为每块板需要从-48Vdc输入提供自己的电源。砖式或分离变换器的板上DC-DC变换器在每个板上产生传导和辐射EMI。与密集的PCI相比，EMI控制变成一件困难的事情。

　　为使板到板，机架到机架的干扰最小，要求ATCA板为传导EMI提供板上滤波。PICMG3.0规定，每个板必须满足EN55022B传导噪声规范。采用板级滤波方法，可使板间干扰最小。同时，PICMG3.0也要求机架满足总的传导EMI标准。用“分布”滤波器控制板上EMI，其机架所需的滤波器可以更小。对于流行的ATCA机架所用滤波器需要支持60A DC电流。支持此电流的电感器是足够大，控制板上EMI有助于保持这些电感器尽可能小。

　　图3所示的有源EMI滤波器，在频率范围150KHz~30MHz(传导辐射标准EN55022所要求的)内，能衰减传导模式和差模噪声。用48Vdc总线(36~76Vdc)设计，共7A额定值支持多DC-DC变换器负载。

与无源方案相比，采用有源滤波器能减小共模扼流图的体积，提供一种低尺寸表面贴装器件。特别是有源EMI滤波器也减少了电感元件的尺寸，使EMI滤波器能封装在1×1×0.2英寸的封装中。较小的尺寸节省了宝贵的板面积、降低了高度，增加板应用中的气流，这有助于板设计师挽回一些EMI控制所需而失去的空间。有源滤波器的7A额定值很容易处理200W ATCA板所需的电流。

　　测试结果表明，有源滤波器把总传导噪声降低到低于所要求的限值是有效的。

　　多功能输入滤波器模块

　　一些DC-DC变换器供应商也提供AC-DC模块前端。这种器件具有多种功能，包括EMI滤波。例如，一个这样的模块是滤波器/自动调整整流器，此模块是提供EMI滤波、自动调整线路整流和启动电流限制。这使得设计师能满足各种标准的EMI要求。

　　降低输入噪声的EMI滤波器方案

　　开关DC-DC变换器在其输出也呈现有纹波和噪声。此输出噪声，通常称之为周期与随机偏差(PARD)，它是所有纹波和叠加电源DC输出上的噪声成份之和。开关DC-DC变换器的纹波和噪声电平为几十毫伏。

　　组合有源和无源滤波功能的输出纹波衰减器模块，负载高达20A时，可限制输出噪声小于3mV峰-峰值。这样的模块尺寸为2.28×2.4×0.5英寸，能在DC~20MHz频率范围内衰减低频输入电源的基波和谐波，其效率为93~99%。

　　另一种在单封装系统(SiP)中的输出纹波衰减器采用有源滤波，在1KHz~500KHz范围内，可降低电源输出纹波和噪声(PARD)超过30dB。这种结构改善了瞬态响应，并保证静态负载点调整。它用变换器的远程感测特性或器件的调节引脚来调整负载。