如何實(shí)現(xiàn)開關(guān)電源的輸出電壓紋波抑制設(shè)計(jì)呢？

開關(guān)電源以其體積小、效率高等優(yōu)點(diǎn)在通信設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用。但對(duì)于輸出電壓紋波要求較小的場合，傳統(tǒng)開關(guān)電源設(shè)計(jì)的輸出電壓紋波較大，已不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

而通過采用本文的有源濾波器及其前端加入LC低通濾波器網(wǎng)絡(luò)的方法，則能夠?qū)y波進(jìn)行有效抑制，從而達(dá)到設(shè)計(jì)所需要的指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法具有一定的理論與實(shí)際意義。

1、有源濾波器原理

有源濾波器的設(shè)計(jì)原理圖如圖1所示，圖中采用了一個(gè)運(yùn)算放大器、四個(gè)電阻和兩個(gè)電容來構(gòu)成有適當(dāng)阻尼的二階有源低通濾波器。

利用理想運(yùn)放的分析方法，求得該電路的頻率特性函數(shù)為：

一般情況下，根據(jù)二階低通濾波器的頻率特性函數(shù)為：

通過上式可以求出該有源濾波器的一些參數(shù)，如自然角頻率ωn阻尼系數(shù)ξ和閉環(huán)增益Avf等：

由上面的公式可以推得二階低通濾波器的幅頻特性Avf（ω）和相頻特性φf（ω）為：

圖2所示是其幅頻特性與相頻特性圖。

2、LC低通濾波器

在實(shí)際應(yīng)用中，有源低通濾波器由于受到運(yùn)算放大器的增益和帶寬限制，其工作在高頻段的波形效果不太理想，而在有源低通濾波器的前端加入截止頻率較高的LC低通濾波器，則可以達(dá)到比較理想的紋波抑制效果。其前端加入LC的濾波器原理圖如圖3所示。

3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其波形

在有輸出紋波的波形中，圖4給出了未使用有源濾波網(wǎng)絡(luò)的輸出電壓紋波圖，而圖5所示則是使用有源濾波網(wǎng)絡(luò)后的輸出電壓紋波圖。

4、結(jié)語

通過對(duì)比可以看出，采用本文的有源濾波網(wǎng)絡(luò)及在其前端加入LC低通濾波電路，可以有效的濾除電壓紋波，達(dá)到方案中所要求的技術(shù)指標(biāo)，同時(shí)，供電設(shè)備的工作穩(wěn)定性也可得到可靠保證。