開(kāi)關(guān)電源紋波

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1、紋波開(kāi)關(guān)電源輸出紋波主要來(lái)源于五個(gè)方面：輸入低頻紋波、高頻紋波、寄生參數(shù)引起的共模紋波噪聲、功率器件開(kāi)關(guān)過(guò)程中產(chǎn)生的超高頻諧振噪聲和閉環(huán)調(diào)節(jié)控制引起的紋波噪聲。開(kāi)關(guān)電源紋波的測(cè)量基本要求：使用示波器AC耦合，20MHz帶寬限制，拔掉探頭的地線，DC輸出端并0.1uF/50V瓷片電容和10uF/50V電解電容?！　?、AC耦合是去掉疊加的直流電壓，得到準(zhǔn)確的波形?！　?、打開(kāi)20MHz帶寬限制是防止高頻噪聲的干擾，防止測(cè)出錯(cuò)誤的結(jié)果。因?yàn)楦哳l成分幅值較大，測(cè)量的時(shí)候應(yīng)除去。　　3、拔掉示波器探頭的接地夾，使用接地環(huán)測(cè)量；或者用專門(mén)的紋波測(cè)試探頭。

2、是為了減少干擾。開(kāi)關(guān)電源輸出紋波產(chǎn)生原因與解決方法1、低頻紋波低頻紋波是與輸出電路的濾波電容容量相關(guān)，電容的容量不可能無(wú)限制地增加，導(dǎo)致輸出低頻紋波的殘留。交流紋波經(jīng)DC/DC變換器衰減后，在開(kāi)關(guān)電源輸出端表現(xiàn)為低頻噪聲，其大小由DC/DC變換器的變比和控制系統(tǒng)的增益決定.電流型控制DC/DC變換器的紋波抑制比電壓型稍有提高，但其輸出端的低頻交流紋波仍較大，若要實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)電源的低紋波輸出，則必須對(duì)低頻電源紋波采取濾波措施，可采用前級(jí)預(yù)穩(wěn)壓和增大DC/DC變換器閉環(huán)增益來(lái)消除。低頻紋波抑制的幾種常用的方法：a、加大輸出低頻濾波的電感,電容參數(shù),使低

3、頻紋波降低到所需的指標(biāo)。b、采用前饋控制方法,降低低頻紋波分量。2、高頻紋波高頻紋波噪聲來(lái)源于高頻功率開(kāi)關(guān)變換電路。在電路中，通過(guò)功率器件對(duì)輸入直流電壓進(jìn)行高頻開(kāi)關(guān)變換而后整流濾波再實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓輸出的，在其輸出端含有與開(kāi)關(guān)工作頻率相同頻率的高頻紋波，其對(duì)外電路的影響大小主要和開(kāi)關(guān)電源的變換頻率、輸出濾波器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)有關(guān)，設(shè)計(jì)中盡量提高功率變換器的工作頻率，可以減少對(duì)高頻開(kāi)關(guān)紋波的濾波要求?！　「哳l紋波抑制的目的是給高頻紋波提供通路，常用的方法有以下幾種：??a、提高開(kāi)關(guān)電源工作頻率,以提高高頻紋波頻率,有利于抑制輸出高頻紋波。b、加大輸出高頻濾波

4、器,可以抑制輸出高頻紋波。C、采用多級(jí)濾波。3、寄生參數(shù)引起的共模紋波噪聲寄生參數(shù)引起的共模紋波噪聲由于功率器件與散熱器底板和變壓器原、副邊之間存在寄生電容，導(dǎo)線存在寄生電感,因此當(dāng)矩形波電壓作用于功率器件時(shí)，開(kāi)關(guān)電源的輸出端因此會(huì)產(chǎn)生共模紋波噪聲，減小與控制功率器件、變壓器與機(jī)殼地之間的寄生電容，并在輸出側(cè)加共模抑制電感及電容，可減小輸出的共模紋波噪聲。減小輸出共模紋波噪聲的常用方法：a、輸出采用專門(mén)設(shè)計(jì)的EMI濾波器。b、降低開(kāi)關(guān)毛刺幅度。4、超高頻諧振噪聲超高頻諧振噪聲主要來(lái)源于高頻整流二極管反向恢復(fù)時(shí)二極管結(jié)電容、功率器件開(kāi)關(guān)時(shí)功率器件

5、結(jié)電容與線路寄生電感的諧振，頻率一般為1-10MHz,通過(guò)選用軟恢復(fù)特性二極管、結(jié)電容小的開(kāi)關(guān)管和減少布線長(zhǎng)度等措施可以減少超高頻諧振噪聲。5、閉環(huán)調(diào)節(jié)控制引起的紋波噪聲開(kāi)關(guān)電源都需對(duì)輸出電壓進(jìn)行閉環(huán)控制,調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)計(jì)的不適當(dāng)也會(huì)引起紋波，當(dāng)輸出端波動(dòng)時(shí)通過(guò)反饋網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入調(diào)節(jié)器回路，可能導(dǎo)致調(diào)節(jié)器的自激振蕩,引起附加紋波，此紋波電壓一般沒(méi)有固定的頻率。在開(kāi)關(guān)直流電源中,往往因調(diào)節(jié)器參數(shù)選擇不適當(dāng)會(huì)引起輸出紋波的增大。這部分紋波可通過(guò)以下方法進(jìn)行抑制：?a、在調(diào)節(jié)器輸出增加對(duì)地的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò),調(diào)節(jié)器的補(bǔ)償可抑制調(diào)節(jié)器自激引起的紋波增大。???b、合理

6、選擇閉環(huán)調(diào)節(jié)器的開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)和閉環(huán)調(diào)節(jié)器的參數(shù)，開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)過(guò)大有時(shí)會(huì)引起調(diào)節(jié)器的振蕩或自激,使輸出紋彼含量增加，過(guò)小的開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)使輸出電壓穩(wěn)定性變差及紋波含量增加，所以調(diào)節(jié)器的開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)及閉環(huán)調(diào)節(jié)器的參數(shù)要合理選取，調(diào)試中要根據(jù)負(fù)載狀況進(jìn)行調(diào)節(jié)。???c、在反饋通道中不增加純滯后濾波環(huán)節(jié)，使延時(shí)滯后降到最小，以增加閉環(huán)調(diào)節(jié)的快速性和及時(shí)性，對(duì)抑制輸出電壓紋波是有益的。補(bǔ)充：對(duì)于開(kāi)關(guān)紋波，理論上和實(shí)際上都是一定存在的。通常抑制或減少它的做法有三種：1、加大電感和輸出電容濾波　　根據(jù)開(kāi)關(guān)電源的公式，電感內(nèi)電流波動(dòng)大小和電感值成反比，輸出紋波和

7、輸出電容值成反比。所以加大電感值和輸出電容值可以減小紋波?！　⊥瑯樱敵黾y波與輸出電容的關(guān)系：vripple=Imax/(Co×f)。?可以看出，加大輸出電容值可以減小紋波?！　⊥ǔ５淖龇ǎ瑢?duì)于輸出電容，使用鋁電解電容以達(dá)到大容量的目的。但是電解電容在抑制高頻噪聲方面效果不是很好，而且ESR也比較大，所以會(huì)在它旁邊并聯(lián)一個(gè)陶瓷電容，來(lái)彌補(bǔ)鋁電解電容的不足?！　⊥瑫r(shí)，開(kāi)關(guān)電源工作時(shí)，輸入端的電壓Vin不變，但是電流是隨開(kāi)關(guān)變化的。這時(shí)輸入電源不會(huì)很好地提供電流，通常在靠近電流輸入端(以BucK型為例，是SWITcH附近)，并聯(lián)電容來(lái)提供電流?！　?/p>

8、上面這種做法對(duì)減小紋波的作用是有限的。因?yàn)轶w積限制，電感不會(huì)做的很大；輸出電容增加到一定程度，對(duì)減小紋波就沒(méi)有明顯的效果了；增加開(kāi)關(guān)頻率，又會(huì)增加開(kāi)關(guān)