不同开关调节器拓扑结构的噪声特性

        目前，有许多不同的开关调节器拓扑结构。一些拓扑结构被广泛使用，例如经典的降压转换器，也称为降压转换器。然而，还有一些鲜为人知的开关模式DC-DC转换器，包括Zeta拓扑。这些拓扑分为基本拓扑和扩展拓扑。基本上，该拓扑仅使用两个开关、一个电感和两个电容。都属于非隔离开关稳压器；即没有电气隔离的开关调节器。这种拓扑包括降压转换器、升压转换器和反相降压-升压拓扑。所有其他拓扑都需要额外的元件。例如，SEPIC转换器还需要一个耦合电容和第二个电感。除了非隔离开关德力西稳压器，一些稳压器通过变压器进行电气隔离。

        电路设计者通常将电源视为黑盒或4极元件。其具有两条输入线和两条输出线。图1显示了DC-DC转换器的框图符号。顶部是非电气隔离的DC-DC转换器，底部是电气隔离的转换器。

        图1中未显示终端的噪声特性。不同的开关调节器拓扑在2端口网络的终端具有不同的噪声特性。图2显示了适合工业应用的ADP2441通用降压转换器。它可以将24 V输入电压转换为3.3V输出电压。采用这种拓扑结构，可以看出输入端会产生脉冲电流，因此噪声很高。当ADP2441上的高端开关打开时，电流流入a端，当该开关关闭时，没有电流流过节点a，但是，输出端C的噪声非常小。其中，输出路径中的电感可以保证输出端没有脉冲电流。

        表1总结了开关调节器的基本噪声特性，为系统设计人员的概念设计提供了重要参考。表中列出了最常见的开关调节器拓扑结构。第一行表示输入端子(即2端口网络的端子A和B)的噪声水平。第二行表示相应拓扑结构输出端的噪声水平(即2端口网络的端子C和D)。表1显示了噪声水平。

        例如，使用单独的LC滤波器进行额外滤波，可以大大降低开关调节器电路中的传导噪声。这样，可以避免表1中的高噪声。然而，系统设计人员应该知道哪个DC-DC转换器在哪个引脚具有高噪声。这样，他们可以提前考虑相应的过滤器以及这些过滤器必须占用的额外空间。