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電容在開關電源模塊的作用

一直以來，開關電源模塊的電磁干擾是一個重要的解決點，從原理上來講電磁干擾主要來自于兩個方面，即傳導干擾和輻射的干擾。

傳導干擾是由于電路中寄生參數的存在，以及開關電源中開關器件的開通與判斷，使得開關電源在交流輸入端產生較大的共模干擾和差模干擾。

輻射的干擾是指由于導體中電流的變化會在其周圍空間中產生變化的磁場，而變化的磁場又產生變化的電場，這一變化電流的幅值和頻率決定其產生的電磁的大小以及其作用范圍。

為了減輕和抵抗這些電磁干擾對電網及電子設備產生的危害，設了X電容和Y電容，其中X電容主濾波作用，常用于差模濾波，與共模電感匹配，并聯在輸入的兩端，濾除L、N線之間的差模信號，可防對外干擾。而Y電容主接地，常用于共模濾波，對稱使用，接于L于地或N于地之間，濾除L對地或N對地之間的差模信號。基于漏電流的限制，Y電容值不能太大。還有一點至重要的，新改進的電路產生的問題可能比原先的還要嚴重。

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分布供電方式具有節能、可靠、、經濟和維護方便等優點。已被大型計算機、通信設備、航空航天、工業控制等系統逐漸采納,也是超高速型集成電路的低電壓電源(3.3V)的為理想的供電方式。在大功率場合,如電鍍、電解電源、電力機車牽引電源、中頻感應加熱電源、電動機驅動電源等領域也有廣闊的應用前景。簡單理解就是類似電源適配器，你的電子產品要插電才能正常運行，但是你總不能直接接220V使用，因為這樣會導致產品燒毀，因此就需要一個專門的轉換裝置。

電源的電磁干擾水平是設計中難的部分，設計人員能做的就是在設計中進行充分考慮，尤其在布局時。由于直流到直流的轉換器很常用，所以硬件工程師或多或少都會接觸到相關的工作，本文中我們將考慮與低電磁干擾設計相關的兩種常見的折中方案

開關電源不同于線性電源，開關電源利用的切換晶體管多半是在全開模式（飽和區）及全閉模式（截止區）之間切換，這兩個模式都有低耗散的特點，切換之間的轉換會有較高的耗散，但時間很短，因此比較節省能源，產生廢熱較少。理想上，開關電源本身是不會消耗電能的。電壓穩壓是透過調整晶體管導通及斷路的時間來達到。相反的，線性電源在產生輸出電壓的過程中，晶體管工作在放大區，本身也會消耗電能。但在實際應用中，在模塊電壓相同情況下，每個模塊的輸出阻抗是不一樣的，輸出電壓細微的差別都將影響著輸出電流的變化。開關電源的高轉換效率是其一大優點，而且因為開關電源工作頻率高，可以使用小尺寸、輕重量的變壓器，因此開關電源也會比線性電源的尺寸要小，重量也會比較輕。

按照開關管的開關條件，DC/DC轉換器又可以分為硬開關（Hard Switching）開關電源和軟開關（Soft Switching）兩種。硬開關DC/DC轉換器的開關器件 是在承受電壓或流過電流的情況下，開通或關斷電路的，因此在開通或關斷過程中將會產生較大的交疊損耗，即所謂的開關損耗（Switching loss）。當轉換器的工作狀態一定時開關損耗也是一定的，而且開關頻率越高，開關損耗越大，同時在開關過程中還會激起電路分布電感和寄生 電容的振蕩，帶來附加損耗，因此，硬開關DC/DC轉換器的開關頻率不能太高。結果，我的工作職責也發生了很大變化，我成了一名顧問，幫助電源設計新手解決文中提到的一系列需要權衡的事宜及其他眾多問題。