怎么样才可以处理开关电源的纹波

  浏览量2024-03-14 作者: 半导体功率

  的纹波?他有什么影响?本篇是以开关电源的纹波如何抑制或减少的处理方法而展开的,纹波理论上和实际上都是一定存在的。通常抑制或减少它的做法有5种办法,下面我们一一解读这几种办法!

  根据开关电源的公式,电感内电流波动大小和电感值成反比,输出纹波和输出电容值成反比。所以加大电感值和输出电容值能减小纹波。同样,输出纹波与输出电容的关系:vripple=Imax/(Co×f)。 能够准确的看出,加大输出电容值能减小纹波。

  通常的做法,对于输出电容,使用铝电解电容以达到大容量的目的。但是电解电容在抑制高频噪声方面效果不是很好,而且ESR也比较大,所以会在它旁边并联一个陶瓷电容,来弥补铝电解电容的不足。同时,开关电源工作时,输入端的电压Vin不变,但是电流是随开关变化的。这时输入电源不会很好地提供电流,通常在靠近电流输入端(以BucK型为例,是SWITcH附近),并联电容来提供电流。

  上面这样的做法对减小纹波的作用是有限的。因为体积限制,电感不会做的很大;输出电容增加到某些特定的程度,对减小纹波就无显著的效果了;增加开关频率,又会增加开关损失。所以在要求比较严格时,这种方法并不是很好。关于开关电源的原理等,可以借鉴各类开关电源设计手册。

  LC滤波器对噪纹波的抑制作用显而易见,根据要除去的纹波频率选择正真适合的电感电容构成滤波电路,一般能够很好的减小纹波。

  采样点选在LC滤波器之前(Pa),输出电压会降低。因为任何电感都有一个直流电阻,当有电流输出时,在电感上会有压降产生,导致电源的输出电压降低。而且这个压降是随输出电流变化的。

  采样点选在LC滤波器之后(Pb),这样输出电压就是我们所希望得到的电压。但是这样在电源系统内部引入了一个电感和一个电容,有一定的概率会导致系统不稳定。关于系统稳定,很多资料有介绍,这里不详细写了。

  这是减少纹波和噪声最有效的办法,输出电压恒定,不需要改变原有的反馈系统,但也是成本最高,功耗最高的办法。 任何一款LDO都有一项指标:噪音抑制比。是一条频率-dB曲线,如右图是凌特公司LT3024的曲线。

  对减小纹波。开关电源的PCB布线也最重要,这是个很赫手的问题。有专门的开关电源PCB工程师,对于高频噪声,由于频率高幅值较大,后级滤波虽然有一定作用,但效果不明显。这方面有专门的研究,简单的做法是在二极管上并电容C或RC,或串联电感。

  二极管高速导通截止时,要考虑寄生参数。在二极管反向恢复期间,等效电感和等效电容成为一个RC振荡器,产生高频振荡。为了抑制这种高频振荡,需在二极管两端并联电容C或RC缓冲网络。电阻一般取10Ω-100 Ω,电容取4.7pF-2.2nF。

  在二极管上并联的电容C或者RC,其取值要经过反复试验才能确定。如果选用不当,反而会造成更严重的振荡。

  对高频噪声要求严格的话,能够使用软开关技术。关于软开关,有很多书专门介绍。

  这也是常用的抑制高频噪声的方法。针对产生噪声的频率,选择正真适合的电感元件,同样能够有效地抑制噪声。必须要格外注意的是,电感的额定电流要满足实际的要求。最简单的做法,不再详细解释。

  小结:以上是关于开关电源纹波,总结的一些内容,如果能加些波形就更好了。虽然可能不太全,但对一般的应用已经足够了。关于噪声抑制,实际中并不一定全部应用,重要的是通过你自己的设计的基本要求,比如产品体积,成本,开发周期等,选择正真适合的方法。以上就是开关电源的纹波的解析,希望能给大家帮助。

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  不稳定带来的一些抖动,这些抖动是人们不希望的,大家希望的都是一个稳定的

  不稳定带来的一些抖动,这些抖动是人们不希望的,大家希望的都是一个稳定的

  的问题 /

  的抑制方法 /

  抑制 /

  分为两种类型。一种是以线性方式下降的“正常波形”,另一种是快速上升的“不正常波形”。如果输出

  输出直流电中所包含的交流成分,通常以直流电的峰值值为100%,将交流成分的峰值按百分比表示,就是

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