開(kāi)關(guān)電源紋波的產(chǎn)生原因及抑制方法
LC濾波器對噪紋波的抑制作用比較明顯,根據要除去的紋波頻率選擇合適的電感電容構成濾波電路,一般能夠很好的減小紋波。
采樣點(diǎn)選在LC濾波器之前(Pa),輸出電壓會(huì )降低。因為任何電感都有一個(gè)直流電阻,當有電流輸出時(shí),在電感上會(huì )有壓降產(chǎn)生,導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內部引入了一個(gè)電感和一個(gè)電容,有可能會(huì )導致系統不穩定。關(guān)于系統穩定,很多資料有介紹,這里不詳細寫(xiě)了。
3、開(kāi)關(guān)電源輸出之后,接LDO濾波
這是減少紋波和噪聲最有效的辦法,輸出電壓恒定,不需要改變原有的反饋系統,但也是成本最高,功耗最高的辦法。 任何一款LDO都有一項指標:噪音抑制比。是一條頻率-dB曲線(xiàn),如右圖是凌特公司LT3024的曲線(xiàn)。
對減小紋波。開(kāi)關(guān)電源的PCB布線(xiàn)也非常關(guān)鍵,這是個(gè)很赫手的問(wèn)題。有專(zhuān)門(mén)的開(kāi)關(guān)電源PCB 工程師,對于高頻噪聲,由于頻率高幅值較大,后級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。
4、在二極管上并電容C或RC
二極管高速導通截止時(shí),要考慮寄生參數。在二極管反向恢復期間,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-100 Ω,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)反復試驗才能確定。如果選用不當,反而會(huì )造成更嚴重的振蕩。
對高頻噪聲要求嚴格的話(huà),可以采用軟開(kāi)關(guān)技術(shù)。關(guān)于軟開(kāi)關(guān),有很多書(shū)專(zhuān)門(mén)介紹。
5、二極管后接電感(EMI濾波)
這也是常用的抑制高頻噪聲的方法。針對產(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(mǎn)足實(shí)際的要求。比較簡(jiǎn)單的做法,不再詳細解釋。
小結
以上是關(guān)于開(kāi)關(guān)電源紋波,總結的一些內容,如果能加些波形就更好了。雖然可能不太全,但對一般的應用已經(jīng)足夠了。關(guān)于噪聲抑制,實(shí)際中并不一定全部應用,重要的是根據自己的設計要求,比如產(chǎn)品體積,成本,開(kāi)發(fā)周期等,選擇合適的方法。
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