高壓電源的紋波詳述

高壓電源的紋波由控制逆變產(chǎn)生的紋波和倍壓電路產(chǎn)生的紋波倆大部分組成。

(一) 高壓控制及逆變部分產(chǎn)生的紋波

1. 低頻紋波

低頻紋波的大小跟輸出電路的濾波電容的容值有關(guān)。由于高壓電源的體積不能太大的，所以電解電容的容量不可以無(wú)限增大，導(dǎo)致會(huì)有低頻紋波輸出。而且整流電路的方式不同輸出的紋波頻率也會(huì)不同,抑制紋波的主要方法是濾除低頻紋波。

2. 高頻紋波

高頻紋波噪聲主要來(lái)源于開(kāi)關(guān)變換電路。輸入的直流電壓經(jīng)過(guò)功率轉(zhuǎn)換器件進(jìn)行高頻轉(zhuǎn)換,之后再經(jīng)過(guò)整流濾波實(shí)現(xiàn)電壓穩(wěn)定輸出。在其輸出端會(huì)出現(xiàn)與工作頻率相同或者是其倍數(shù)的高頻紋波。高壓電源的轉(zhuǎn)換頻率、輸出濾波電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)影響著高頻紋波，為了盡可能減少高頻紋波的輸出，可以提高功率變換電路的工作頻率。

3. 共模噪聲

高壓電源內(nèi)部的功率器件的導(dǎo)線存在寄生電感，而且功率器件與散熱片以及變壓器初、次級(jí)邊之間存在著寄生電容，當(dāng)方波電壓通過(guò)功率器件時(shí)就在高壓電源的輸出端產(chǎn)生共模紋波噪聲。為了有效降低共模紋波噪聲的輸出，可以減小與功率器件、散熱片、變壓器與機(jī)殼地之間的寄生電容，在高壓電源輸出端加入共模抑制電感及電容或濾波器。

4. 超高頻諧波噪聲

超高頻諧波噪聲的來(lái)源主要是三個(gè)方面：

a、高頻整流二極管中的結(jié)電容在反向恢復(fù)時(shí)產(chǎn)生超高頻紋波；

b、功率器件的結(jié)電容在工作開(kāi)關(guān)時(shí)產(chǎn)生超高頻諧波；

c、線路中寄生電感的諧振。

超高頻諧波噪聲的頻率一般會(huì)達(dá)到1 ~10MHz。為了減少超 高頻諧波的產(chǎn)生可以選

用結(jié)電容較小的開(kāi)關(guān)管、二極管具有軟恢復(fù)特性和減少布線長(zhǎng)度。

5. 閉環(huán)控制所導(dǎo)致的噪聲

高壓電源的控制系統(tǒng)一般采用閉環(huán)控制，控制系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)電路器件參數(shù)選取的不適當(dāng)也會(huì)造成紋波的產(chǎn)生。當(dāng)輸出端由于負(fù)載變化或發(fā)生其他情況，產(chǎn)生的波動(dòng)通過(guò)反饋電路進(jìn)入到調(diào)節(jié)器電路，結(jié)果可能導(dǎo)致調(diào)節(jié)器的自激振蕩，產(chǎn)生附加紋波，這種紋波一般沒(méi)有固定的頻率。

(二) 倍壓電路部分產(chǎn)生的紋波

由于倍壓電路的不對(duì)稱(chēng)性還有倍壓和整流元件的不對(duì)稱(chēng)和非線性，倍壓器不可避免的存在紋波電壓。直流高壓的產(chǎn)生方式有全波高頻倍壓整流和半波高頻倍壓整流，高頻倍壓整流產(chǎn)生的紋波是復(fù)雜的各次諧波信號(hào)。多倍壓整流的輸出電壓是經(jīng)過(guò)多個(gè)電容反復(fù)充電與放電所形成，倍壓串接數(shù)越多，脈動(dòng)愈大。

低紋波高穩(wěn)定性高壓電源對(duì)于科研實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，1mV紋波差別可能直接影響準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，

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