基于XL4016降壓電路減小輸出紋波電壓的方法

　　開(kāi)關(guān)電源具有效率高，輸出電壓可調(diào)范圍大、損耗小、體積小、重量輕而得到了廣泛的應(yīng)用。但是在使用過(guò)程中，穩(wěn)定的直流輸出電壓中常會(huì)伴隨著交流分量，這些交流分量便是電壓紋波。紋波有很多害處，會(huì)縮短電器使用壽命或?qū)е码娖鳟a(chǎn)生噪聲等，所以在做系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，就要將輸出紋波電壓控制在可接受的范圍內(nèi)。本文以 XL4016 降壓電路為例，簡(jiǎn)述幾種抑制輸出紋波電壓的方法。

　　方法 1.添加 RC 吸收電路

　　在高速開(kāi)關(guān)電流回路中，要考慮寄生參數(shù)，在肖特基二極管反向恢復(fù)期間，電路中寄生的等效電感和等效電容構(gòu)成一個(gè) LC 振蕩器，產(chǎn)生高頻振蕩，繼而產(chǎn)生毛刺電壓?？梢酝ㄟ^(guò)在芯片 SW 對(duì) GND 之間添加 RC 吸收回路，達(dá)到減小輸出紋波的目的。電阻 R 一般取 10Ω 左右，電容 C 取 1nF 以內(nèi)，圖 1 為添加 RC 吸收電路的電路圖：

　　圖 2 為沒(méi)有添加改善措施時(shí)輸出紋波電壓波形，圖 3 是添加 RC 吸收電路后輸出紋波電壓波形，其余條件均不改變（測(cè)試條件為輸入 12V，輸出 5V/5A）：

　　方法 2.輸出端添加 LC 濾波

　　若需要進(jìn)一步降低輸出紋波電壓值，可以通過(guò)在輸出端添加 LC 濾波電路，如圖 4 所示：

　　圖 5 為沒(méi)有添加改善措施時(shí)輸出紋波電壓波形，圖 6 為添加 LC 吸收電路后輸出紋波電壓波形，其余條件均不改變（測(cè)試條件為輸入 12V，輸出 5V/5A）：

　　方法 3.優(yōu)化 PCB 走線，減小寄生參數(shù)

　　開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)電路中的寄生參數(shù)是多數(shù)干擾的根本因素，在選取以上任一種改善措施后，進(jìn)行 PCB 設(shè)計(jì)時(shí)，一定要根據(jù)開(kāi)關(guān)電源布板規(guī)則進(jìn)行，盡可能的縮短開(kāi)關(guān)電流回路面積。就降壓電路而言，輸入端采用陶瓷電容+電解電容組合使用，陶瓷電容靠近芯片 VIN 與 GND 引腳，反饋?zhàn)呔€遠(yuǎn)離開(kāi)關(guān)信號(hào)節(jié)點(diǎn)，使用 GND 走線包圍開(kāi)關(guān)信號(hào)節(jié)點(diǎn)，同時(shí)縮短開(kāi)關(guān)電流回路路徑，將輸入端電容正極靠近芯片 VIN 引腳，肖特基陰極靠近芯片 SW 引腳，肖特基陽(yáng)極靠近輸入電解電容負(fù)極。

　　審核編輯：黃飛