3 AEF 阻尼

由于热变化或开关抖动，电源转换器可能会在低于开关频率的频率下产生噪声（在本文中被称为低频干扰）。对于图 2-1(b) 中的 AEF，Equation1 将其等效阻抗表示为：

其中，Z_op 和 G_{op_amp} 是输出阻抗和从检测节点到运算放大器输出端的电压增益，而 Z_{C_inj} 是注入电容器的阻抗 [2]。

根据Equation1，图 2-1(b) 中的 AEF 的等效阻抗在低频下具有容性。因此，AEF会在低频（例如在 10 kHz 到 100 kHz 之间）下与差模电感器 L 发生谐振。考虑到这种谐振，低频干扰会使运算放大器输出电压和输出电流较大。由于运算放大器的输出摆幅和输出电流能力有限，运算放大器会进入非线性区域甚至达到饱和状态，这可能会影响 AEF 性能并导致 AEF 向系统中注入额外的噪声。

处理这一问题需要抑制谐振。图 3-1 显示的两种阻尼方法使 AEF 在谐振频率下具有较小的电容。在图 3-1(a) 中，阻尼电阻器 R_damp 被插入到注入路径中。这样，R_damp 越大，谐振阻尼越佳。然而，插入阻尼网络后，Equation2 将 AEF 的等效阻抗表示为：

其中，Z_damp 是阻尼网络的阻抗 [2]。

较大的 R_damp 会增加 Z_{eq_AEF}，从而影响 AEF 的性能。所以这种阻尼方法主要适用于高频开关转换器，比如 2 MHz 的开关转换器。为了有效抑制谐振，品质因数应在 1 左右或以下。若要使品质因数接近 1，请在计算 R_damp 时采用Equation3：

为了提高图 3-1(a) 所示的 AEF 的性能，请将电容器 C_damp 与阻尼电阻器 R_damp 并联，如图 3-1(b) 所示。在谐振频率下，电阻器 R_damp 将控制阻尼网络的阻抗以抑制谐振。在 AEF 需要进行噪声衰减的高频下，电容器 C_damp 将控制阻尼网络的阻抗，从而确保 AEF 的性能。按照 [4] 中所示的类似优化方法，Equation4 和Equation5 表示了一个用于谐振阻尼的良好 R_damp 和 C_damp 组合：

图 3-2 显示了 400 kHz 降压转换器在 10 kHz 至 1 MHz 范围内的频谱测试结果（对应于 AEF 关闭、AEF 开启但无阻尼、AEF 开启且有电阻器-电容器并联阻尼的情况），其中基于Equation4和Equation5选择 R_damp 和 C_damp。在图 4-1 中无阻尼的情况下，谐振会在大约 30 kHz 处出现尖峰，这会影响 AEF 性能并使本底噪声增加。使用阻尼网络后，谐振尖峰现在位于 45 kHz 处，但其幅度大大降低，这意味着已成功抑制谐振。因此，AEF 有效地抑制了高频噪声，并且本底噪声大幅降低。

图 3-2 有阻尼和无阻尼的测试结果。