【導讀】前文介紹的電源設計技巧是要選擇最佳的工作頻率，但除了需要選擇合適的工作頻率外，學會駕馭噪聲電源也是開關電源設計技巧之一，一種好的電源布局是在設計時最大程度的縮短實驗時間。因此，本文將教你如何解決電源噪聲問題。
電源設計技巧十例之一：為電源選擇最佳工作頻率
無噪聲電源并非是偶然設計出來的。一種好的電源布局是在設計時最大程度的縮短實驗時間。花費數分鐘甚至是數小時的時間來仔細查看電源布局，便可以省去數天的故障排查時間。
圖 1 顯示的是電源內部一些主要噪聲敏感型電路的結構圖。將輸出電壓與一個參考電壓進行比較以生成一個誤差信號，然后再將該信號與一個斜坡相比較，以生成一個用于驅動功率級的 PWM（脈寬調制）信號。
電源噪聲主要來自三個地方：誤差放大器輸入與輸出、參考電壓以及斜坡。對這些節點進行精心的電氣設計和物理設計有助于最大程度地縮短故障診斷時間。一般而言，噪聲會與這些低電平電路電容耦合。一種卓越的設計可以確保這些低電平電路的緊密布局，并遠離所有開關波形。接地層也具有屏蔽作用。
圖1：低電平控制電路的諸多噪聲形成機會
斜坡是另一個潛在的會帶來噪聲問題的地方。斜坡通常由電容器充電（電壓模式）生成，或由來自于電源開關電流的采樣（電流模式）生成。通常，電壓模式斜坡并不是一個問題，因為電容對高頻注入信號的阻抗很小。而電流斜坡卻較為棘手，因為存在了上升邊沿峰值、相對較小的斜坡振幅以及功率級寄生效應。
圖2 顯示了電流斜坡存在的一些問題。第一幅圖顯示了上升邊沿峰值和隨后產生的電流斜坡。比較器（根據其不同速度）具有兩個電壓結點 (potential trip points)，結果是無序控制運行，聽起來更像是煎熏肉的聲音。
利用控制 IC 中的上升邊沿消隱可以很好地解決這一問題，其忽略了電流波形的最初部分。波形的高頻濾波也有助于解決該問題。同樣也要將電容器盡可能近地靠近控制 IC 放置。正如這兩種波形表現出來的那樣，另一種常見的問題是次諧波振蕩。這種寬－窄驅動波形表現為非充分斜率補償。向當前斜坡增加更多的電壓斜坡便可以解決該問題。
圖2：兩種常見的電流模式噪聲問題
盡管我們已經相當仔細地設計了電源布局，但是原型電源還是存在噪聲。這該怎么辦呢？首先，要確定消除不穩定因素的環路響應不存在問題。有趣的是，噪聲問題可能會看起來像是電源交叉頻率上的不穩定。但真正的情況是該環路正以其最快響應速度糾出注入誤差。同樣，最佳方法是識別出噪聲正被注入下列三個地方之一：誤差放大器、參考電壓或斜坡。只需要分步解決便可！
第一步是檢查節點，看斜坡中是否存在明顯的非線性，或者誤差放大器輸出中是否存在高頻率變化。如果檢查后沒有發現任何問題，那么就將誤差放大器從電路中取出，并用一個清潔的電壓源加以代替。這樣應該就能夠改變該電壓源的輸出，以平穩地改變電源輸出。如果這樣做奏效的話，那么就已經將問題范圍縮小至參考電壓和誤差放大器了。
有時，控制 IC 中的參考電壓易受開關波形的影響。利用添加更多（或適當）的旁路可能會使這種狀況得到改善。另外，使用柵極驅動電阻來減緩開關波形也可能會有助于解決這一問題。如果問題出在誤差放大器上，那么降低補償組件阻抗會有所幫助，因為這樣降低了注入信號的振幅。如果所有這些方法都不奏效，那么就從印刷電路板將誤差放大器節點去除。對補償組件進行架空布線 (air wiring) 可以幫助我們識別出哪里有問題。
相關閱讀：
如何解決電源設計中IC驅動電流不足的問題
http://m.lvepin.com/cp-art/80020003
淺析幾種新型特種集成開關電源設計實例
http://m.lvepin.com/power-art/80019823
基于SPWM技術的陀螺電源設計
http://m.lvepin.com/power-art/80019761
