TPSI31xx 系列產生的噪聲

電磁干擾(EMI)是兩個電子系統之間由于電磁輻射或電磁傳導而產生的不良影響。EMI 是開關模式電源(SMPS)的應用引起的主要不利影響、例如 TPSI31xx 系列器件中集成的開關模式電源。TPSI3100 將隔離式偏置電源集成到 IC 中，無需任何外部磁性元件。

TPSI3100 利用電感隔離技術跨隔離柵傳輸功率，從而為兩個外部電路以及內部驅動器和雙隔離式比較器供電。TPSI3100 內部的開關轉換器在 85Mhz 下工作，并使用 40kHz 突發窗口來調節輸出端的電壓。此操作有時可能會上拉至 40mA。

圖 1 無濾波器時的噪聲頻譜

TPSI3100 會產生兩種類型的噪聲：低于 2Mhz 的低頻差模噪聲和 85Mhz 的高頻共模噪聲。并非所有通過隔離柵傳輸的電流都通過變壓器返回。雜散電流通過受到保護的接地端的電容耦合返回主側。

噪聲的類型

差分噪聲是軌道上相對于地面的噪聲。這種類型的噪聲通常是由流經電路的斷續電流引起的。差分噪聲是一種典型噪聲，大多數學校和大學均教授此類噪聲。

圖 2 差模噪聲電路

共模噪聲同步發生在電源和接地端。噪聲通過受保護的接地端或機箱接地返回到噪聲源。具體而言，在 CISPR 25 測試環境中，銅表充當受保護的接地端。對于牽引逆變器之類的器件，外殼可以充當機箱接地。電流通過電容耦合流過受保護的接地端并返回到噪聲源

圖 3 共模噪聲電路

降噪

差模噪聲可以通過增加電容器來降低。當 TPSI3100 進入突發模式時，TPSI3100 可上拉至 40mA。如果器件遠離電源放置（例如在 CISPR 測試中），則需要足夠低的阻抗和高容量的輸入濾波器。

圖 4 差模噪聲濾波器

當共模電流返回時，這些電流必須流經電源和接地電路。通過在噪聲路徑中加入大阻抗，我們可以減少電流，從而降低噪聲功率；這可以通過使用一組鐵氧體磁珠來實現。使用一組鐵氧體磁珠，該配置具有降低高頻差模噪聲的額外優勢。

圖 5 共模噪聲濾波器

硬件設計

之前的原型設計和文檔中使用了 1.1uF。雖然這已經滿足了 CISPR 32 的要求，但仍無法滿足 CISPR 25 5 類傳導發射標準，哪怕在最低功率傳輸條件下也是如此。TPSI3100 使用 2 組 2.5K 阻抗鐵氧體磁珠和 3 個陶瓷輸入電容器（10uF、1uF、0.1uF），能夠以最大功率傳輸滿足 CISPR25 5類傳導發射標準。這表明在整個頻譜范圍內，改進幅度至少為 15dBuV 或更高，如 圖 6所示。

圖 6 使用外部濾波器時的噪聲頻譜

圖 7 已安裝 EMI 濾波器