前面我們講到電壓紋波的來(lái)源和抑制，這篇文章主要討論高頻噪聲，其實(shí)來(lái)說(shuō)不管是紋波還是噪聲都是很頭疼的問(wèn)題，我通過(guò)這篇文章想讓大家更加深入的了解其形成和有效抑制。

一、輸出電壓噪聲

輸出電壓波形中除了開(kāi)關(guān)頻率分量的紋波以外，還存在高頻噪聲分量，如圖1所示。高頻噪聲是如何形成的呢？主要是由電路中的寄生參數(shù)造成的。在實(shí)際電路中，PCB走線存在寄生電感和電阻，輸入輸出電容會(huì)引入寄生電感和電阻，兩個(gè)不同電位的平面之間會(huì)形成寄生電容。以Buck電路為例，上下管切換的瞬間，輸入回路中的寄生電感與開(kāi)關(guān)管的輸出電容諧振。因此，開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)SW在上升和下降沿會(huì)產(chǎn)生高頻振蕩，且寄生參數(shù)越大，振蕩的幅度也越大，甚至損壞開(kāi)關(guān)管。該高頻振蕩會(huì)通過(guò)SW節(jié)點(diǎn)與輸出VOUT之間的寄生電容耦合到輸出電壓，也就是輸出電壓中的高頻噪聲。

二、輸出電壓噪聲的抑制

了解高頻噪聲的來(lái)源和耦合途徑，可以幫助我們有針對(duì)性地抑制輸出電壓噪聲。下面分別介紹如何通過(guò)噪聲源和耦合途徑來(lái)抑制輸出電壓噪聲。

針對(duì)噪聲源，有如下幾種抑制方法：

1、PCB布板時(shí)盡量減小輸入高di/dt回路

2、使用TI HotRod 封裝產(chǎn)品

HotRod 封裝技術(shù)將芯片內(nèi)部的die倒置，通過(guò)銅柱直接連接die 和lead frame，消除了使用wire bond引入的寄生電感，減小SW節(jié)點(diǎn)的振蕩，例如LMR33630。另外，如圖4所示，HotRod封裝有兩個(gè)電源VIN引腳和兩個(gè)接地GND引腳，分別位于封裝的兩端。這種引腳分配可以減少VIN和GND回路造成的寄生環(huán)路電感。如果在器件的兩邊都有對(duì)稱布局的輸入電容，等效寄生回路電感則會(huì)減半（兩個(gè)相等的并聯(lián)電感）。這可以有效地減少高的di/dt 產(chǎn)生的噪聲，相當(dāng)于高頻濾波。

針對(duì)耦合途徑，有如下幾種抑制方法：

1、選擇寄生電容較小的電感

直觀地理解，輸出電壓噪聲等于SW噪聲在輸出電容阻抗和輸出電感阻抗的分壓。也就是說(shuō)，輸出電容在噪聲頻率處的阻抗越小，耦合到輸出的噪聲就越小。但是，多個(gè)電容并聯(lián)后，輸出電容的阻抗曲線會(huì)存在多個(gè)諧振點(diǎn)。如圖7所示，增加高頻電容后，在諧振點(diǎn)處，阻抗最小; 諧振點(diǎn)之前，阻抗變大; 諧振點(diǎn)之后，阻抗變小。因此，并非增加高頻電容就一定能減小輸出噪聲。噪聲頻率位于諧振點(diǎn)處，輸出噪聲最小。如圖8所示，增加220pF的電容，電壓噪聲反而增加了。因此，選擇合適的輸出電容至關(guān)重要。

綜上所述，理解輸出電壓噪聲的形成原理，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用要求，選擇先進(jìn)的封裝技術(shù)/電源模塊產(chǎn)品、優(yōu)化PCB布局、增加濾波電容可有效降低輸出電壓噪聲，滿足應(yīng)用需求。