图6. 作为第三种选择方案,此IC结合了一个开关型调节器(用于升压)和一个线性调节器(用于降压),当输入电压范围跨越输出电压时可以保持稳定的输出。
按照定义,共模传导噪声在输入或输出端的两条连接线上相位相同。一般来讲,它仅对那些和大地有连接通路的固定系统造成影响。在一个带有共模滤波器的典型离线式电源中(图7),共模噪声的主要来源是MOSFET。MOSFET通常是电路中的主要耗能元件,很多情况下它需要配散热器。
图7. 在这个典型的离线式电源中,共模滤波器可降低输入和输出两侧的噪声。
TO-220器件的散热片连接于MOSFET漏极,而大多数情况下,散热器会向大地传导电流。由于MOSFET与散热器电气隔离,它和大地之间具有一定的分布电容。随着开关的打开和关断,迅速变化的漏极电压会通过分布电容(CP1)向大地发送电流。由于交流电线和大地之间的低阻抗,这种共模电流会通过交流输入流入大地。变压器也会通过分布于隔离的初、次级绕组间的电容(CP2A和CP2B)传导高频电流。这样,噪声会同时传向输出端和输入端。
图7中,共模传导噪声被安置在噪声源(电源)和输入或输出之间的共模滤波器抑制。共模扼流圈(CML1和CML2)通常是在单一磁芯上按图中所示极性绕制而成。负载电流和驱动电源的入线电流都是差模电流(电流由一条线流入另一条线流出)。在这种由单一磁芯绕制的共模扼流圈中,差模电流产生的磁场互相抵消,因此可以使用较小的磁芯,因为其中的储能很小。
许多为离线式电源设计的共模扼流圈采用空间上分离的线圈绕成。这种结构增加了一定的差模电感,这有助于降低传导型差模噪声。由于磁芯同时穿过两组线圈,所以由差模电流和电感产生的磁场主要存在于空气中而非磁芯中,这会导致电磁辐射。
产生于电源所带负载的共模噪声会经由变压器中的分布电容(CP2A和CP2B),穿过电源向交流电网传播。在变压器中增加法拉第屏蔽(初、次级之间的接地层)可以降低这种噪声(图8)。屏蔽层的引入在初级和次级线圈与地之间分别形成了分布电容,这些电容将共模电流旁路到地,而不再穿过变压器。
图8. 初级和次级之间的法拉第屏蔽可以阻断通过变压器绕组间分布电容的共模噪声
正如传导噪声总是以电压或电流的形式出现,辐射噪声则是表现为电场或磁场的形式。然而,由于电磁场存在于空间而非导体中,因此也就没有差分或共模之别。电场存在于两个电位之间的空间中,磁场围绕通过空间的电流而存在。两种场可存在于一个电路中,因为电容就是以电场的形式储能而电感/变压器则以磁场的形式储存/耦合能量。