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開關(guān)電源紋波的抑制方法

2021-12-16(1071)次瀏覽

對于開關(guān)紋波,理論上和實(shí)際上都是一定存在的,輸出存在著周期性的抖動(dòng),形成紋波。紋波可以是電壓或電流紋波。開關(guān)電源的紋波可以來自2個(gè)地方:輸入端(低頻紋波);開關(guān)切換的周期。通常抑制或減少它的做法有三種...

對于開關(guān)紋波,理論上和實(shí)際上都是一定存在的,輸出存在著周期性的抖動(dòng),形成紋波。紋波可以是電壓或電流紋波。開關(guān)電源的紋波可以來自2個(gè)地方:輸入端(低頻紋波);開關(guān)切換的周期。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。 

通常的做法,對于輸出電容,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,來彌補(bǔ)鋁電解電容的不足。

同時(shí),開關(guān)電源工作時(shí),輸入端的電壓Vin不變,但是電流是隨開關(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,并聯(lián)電容來提供電流。

 

2.二級(jí)濾波,即再加一級(jí)LC濾波器

LC濾波器對紋波的抑制作用比較明顯,根據(jù)要除去的紋波頻率選擇合適的電感電容構(gòu)成濾波電路,一般能夠很好的減小紋波。

 

3.開關(guān)電源輸出之后,接LDO濾波

這是減少紋波和噪聲最有效的辦法,輸出電壓恒定,不需要改變原有的反饋系統(tǒng),但也是成本最高,功耗最高的辦法。任何一款LDO都有一項(xiàng)指標(biāo):噪音抑制比,是一條頻率-dB曲線。

對于高頻噪聲,由于頻率高幅值較大,后級(jí)濾波雖然有一定作用,但效果不明顯。這方面有專門的研究,簡單的做法是在二極管上并電容C或RC,或串聯(lián)電感。

 

4.二極管后接電感(EMI濾波)

這也是常用的抑制高頻噪聲的方法。針對產(chǎn)生噪聲的頻率,選擇合適的電感元件,同樣能夠有效地抑制噪聲。需要注意的是,電感的額定電流要滿足實(shí)際的要求。

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