介紹開(kāi)關(guān)電源的紋波的抑制方法資料下載

本文主要介紹開(kāi)關(guān)電源的紋波的抑制方法。 對(duì)于開(kāi)關(guān)紋波，理論上和實(shí)際上都是一定存在的。通常的抑制或減少它的做法有以下幾種： 加大電感和輸出電容濾波 根據(jù)開(kāi)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。紋波電流△I可由下式算出： 可以看出，增加L值，或者提高開(kāi)關(guān)頻率可以減小電感內(nèi)的電流波動(dòng)。 同樣，輸出紋波與輸出電容的關(guān)系： 可以看出，加大輸出電容值可以減小紋波。 通常的做法，對(duì)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(lái)彌補(bǔ)鋁電解電容的不足。 同時(shí)，開(kāi)關(guān)電源工作時(shí)，輸入端的電壓Vin不變，但是電流是隨開(kāi)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（以BucK型為例，是SWITCH附近），并聯(lián)電容來(lái)提供電流。 應(yīng)用該對(duì)策后，BUCK型開(kāi)關(guān)電源如下圖所示： 上面這種做法對(duì)減小紋波的作用是有限的。因?yàn)轶w積限制，電感不會(huì)做的很大；輸出電容增加到一定程度，對(duì)減小紋波就沒(méi)有明顯的效果了；增加開(kāi)關(guān)頻率，又會(huì)增加開(kāi)關(guān)損耗。所以在要求比較嚴(yán)格時(shí)，這種方法并不是很好。 二級(jí)濾波 二級(jí)濾波，就是在輸出LC濾波之后再加一級(jí)LC濾波器。LC濾波器對(duì)噪聲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。但是，這種情況下需要考慮反饋比較電壓的采樣點(diǎn)。 采樣點(diǎn)選在LC濾波器之前（Pa），輸出電壓會(huì)降低。因?yàn)槿魏坞姼卸加幸粋€(gè)直流電阻，當(dāng)有電流輸出時(shí)，在電感上會(huì)有壓降產(chǎn)生，導(dǎo)致電源的輸出電壓降低。而且這個(gè)壓降是隨輸出電流變化的。 采樣點(diǎn)選在LC濾波器之后（Pb），這樣輸出電壓就是我們所希望得到的電壓。但是這樣在電源系統(tǒng)內(nèi)部引入了一個(gè)電感和一個(gè)電容，有可能會(huì)導(dǎo)致原本穩(wěn)定的系統(tǒng)變得不穩(wěn)定。 二級(jí)變換 在輸出之后接一級(jí)LDO變換作為濾波。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?cè)械姆答佅到y(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。經(jīng)過(guò)LDO之后，開(kāi)關(guān)紋波一般在10mV以下。對(duì)幾百KHz的開(kāi)關(guān)紋波，LDO的抑制效果非常好。但在高頻范圍內(nèi)，該LDO的效果就不那么理想了。 對(duì)于減小紋波，開(kāi)關(guān)電源的PCB布線也非常關(guān)鍵。 在二極管上并聯(lián)C或者RC電路 在二極管上并聯(lián)電容C或RC的方式需要區(qū)別RC Snubber電路。對(duì)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(zhuān)門(mén)的研究，簡(jiǎn)單的做法是在二極管上并電容C或RC，或串聯(lián)電感。 上圖是實(shí)際用二極管的等效電路。二極管高速導(dǎo)通截止時(shí)，要考慮寄生參數(shù)。在二極管反向恢復(fù)期間，等效電感和等效電容成為一個(gè)RC振蕩器，產(chǎn)生高頻振蕩。為了抑制這種高頻振蕩，需在二極管兩端并聯(lián)電容C或RC緩沖網(wǎng)絡(luò)。電阻一般取10Ω-100Ω，電容取4.7pF-2.2nF。 在二極管上并聯(lián)的電容C或者RC，其取值要經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)才能確定。如果選用不當(dāng)，反而會(huì)造成更嚴(yán)重的振蕩。 對(duì)高頻噪聲要求嚴(yán)格的話，可以采用軟開(kāi)關(guān)技術(shù)。 二極管后接電感濾波 這是常用的抑制高頻噪聲的方法。針對(duì)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。 來(lái)源： (mbbeetchina)