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开关电源纹波的抑制

发布日期:2020-06-14 14:48 来源:http://www.4nic-china.cn 点击:

关于开关纹波,理论上和实际上都是必定存在的。通常按捺或削减它的做法有五种:

1 加大电感和输出电容滤波

依据开关电源的公式,电感内电流波动巨细和电感值成反比,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可以减小纹波。

相同,输出纹波与输出电容的联系:vripple=Imax/(Co×f)。 可以看出,加大输出电容值可以减小纹波。

通常的做法,关于输出电容,使用铝电解电容以达到大容量的目的。可是电解电容在按捺高频噪声方面效果不是很好,并且ESR也比较大,所以会在它周围并联一个陶瓷电容,来弥补铝电解电容的不足。

同时,开关电源作业时,输入端的电压Vin不变,可是电流是随开关改动的。这时输入电源不会很好地供给电流,通常在靠近电流输入端(以BucK型为例,是SWITcH邻近),并联电容来供给电流。

上面这种做法对减小纹波的作用是有限的。因为体积约束,电感不会做的很大;输出电容添加到必定程度,对减小纹波就没有显着的效果了;添加开关频率,又会添加开关损失。所以在要求比较严厉时,这种办法并不是很好。关于开关电源的原理等,可以参考各类开关电源规划手册。

2 二级滤波,便是再加一级LC滤波器

LC滤波器对噪纹波的按捺作用比较显着,依据要除掉的纹波频率选择适宜的电感电容构成滤波电路,一般可以很好的减小纹波。

采样点选在LC滤波器之前(Pa),输出电压会下降。因为任何电感都有一个直流电阻,当有电流输出时,在电感上会有压降发生,导致电源的输出电压下降。并且这个压降是随输出电流改动的。

采样点选在LC滤波器之后(Pb),这样输出电压便是咱们所希望得到的电压。可是这样在电源体系内部引入了一个电感和一个电容,有可能会导致体系不安稳。关于体系安稳,许多材料有介绍,这里不具体写了。

3 开关电源输出之后,接LDO滤波

这是削减纹波和噪声最有用的办法,输出电压稳定,不需要改动原有的反馈体系,但也是成本最高,功耗最高的办法。 任何一款LDO都有一项目标:噪音按捺比。是一条频率-dB曲线。

对减小纹波。开关电源的PCB布线也非常关键,这是个很赫手的问题。有专门的开关电源PCB 工程师,关于高频噪声,因为频率高幅值较大,后级滤波虽然有必定作用,但效果不显着。这方面有专门的研讨,简略的做法是在二极管上并电容C或RC,或串联电感。

4 在二极管上并电容C或RC

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振动器,发生高频振动。为了按捺这种高频振动,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,其取值要通过反复实验才干确定。假如选用不当,反而会造成更严峻的振动。

对高频噪声要求严厉的话,可以采用软开关技能。关于软开关,有许多书专门介绍。

5 二极管后接电感(EMI滤波)

这也是常用的按捺高频噪声的办法。针对发生噪声的频率,选择适宜的电感元件,相同可以有用地按捺噪声。需要注意的是,电感的额定电流要满足实际的要求。比较简略的做法,不再具体解说。


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