开关电源输出纹波电压的理论核算值详解(转载)

  浏览量2023-11-27 作者: 半导体功率

  一般对纹波的核算一般是预算 有关开关电源纹波的核算,原则上很杂乱,要将输入的矩形波进行傅立叶展开成各次谐波的级数,核算每个谐波的衰减,再求和。最终的成果不只与滤波电感、滤波电容有关,并且与负载电阻有关。当然,核算时是将滤波电感和滤波电容当作抱负元件,若考虑电感的直流电阻以及电容的ESR,那就更杂乱了。所以,一般都是预算,再留出必定余量,以满意提着的根本要求。对样机需求实践测验,若不能够满意提着的根本要求,则需求更改滤波元件参数。

  对滤波作用而言,电容的ESL和ESR参数都很重要,电感会阻挠电流的骤变,电阻则约束了电流的改变率,这些影响对电容的充放电明显都晦气。优质的电容在提着及制作时都采取了必要的手法来下降ESL和ESR,故而横向比较起来,相同的容量滤波作用却不同。

  在输出端选用高频性能好、ESR低的电容,高频下ESR阻抗低,答应纹波电流大。能够在高频下运用,如选用一般的铝电解电容作输出电容,无法在高频(100kHz以上的频率)下作业,即便电容量也无效,由于超越10kHz时,它已成电感特性了。

  由上面图(f)中最下一个电流波形可知 Buck 电路在到达平衡作业状况时, 在 Io 的上方为电容充电电流, 而 Io 下方为电容放电电流, 由图形中即可知纹波积分的上限应挑选.toff/2、下限取ton/2.

  漏电流小,ESR小,一般都是以为要挑选低ESR的系列,不过也与负载有关,负载越大,ESR不变时,纹波电流变大,纹波电压也变大。咱们从公式上来看看,dV*C=di*dt;dv便是纹波,di是电感上电流的值,dt是继续的时刻。一般的开关电源书本都会讲到怎样算纹波,大题分解为:滤波电容对电压的积分滤波电容的ESR滤波电容的ESLnoise,如下图:

  以Buck电路为例,电感中电流接连和断续,开关电源的传递函数彻底不同。电流接连时环路安稳,电流断续时未必安稳。而电感中电流是否接连,除与电感量等有关外,还与负载有关。更严峻的是,电流是否接连还与占空比有关,而占空比是由反应电路操控的。不只Buck,其它如Boost以及由根本拓扑衍生出来的正激、反激等也是相同。

  若要求一切可能会发生的作业状况下都安稳,一般要加假负载以确保Buck电路电感电流总是接连(对Buck/Boost或反激则确保不会在接连断续之间改变),或许把反应环路时刻常数提着得非常大(这会在很大程度上下降开关电源的响应速度)。对输出电压可调整的开关电源(例如实验室用的0~30V输出电源),环路安稳的难度更大。对这类电源,往往要在开关电源之后再加一级线性调整。

上一篇: 电源适配器的输出纹波会影响什么功能指标?

下一篇:电源的纹波是什么如何测量?如何抑制呢?