开关电源纹波来源及处理方式

关电源纹波五种来源:

       1、100Hz的低频纹波

    起因:工频AC整流后得到100Hz的馒头波。

              解决办法:

                                

                               由上面公式可知,通过并联大电容来增加输出电容,或者提高开关频率,或者减小ESL,可以有效地减小纹波。

         将电解电容使用贴片电容代替,将有效地减小ESR引起的纹波【3】

       2、高频开关信号引起的纹波

    起因:由于开关器件的硬开通和硬关断,产生尖脉冲造成的开关噪声。

    解决办法:

        

         通过并联小电容来实现高频滤波。

         通过提高开关频率,来减小输出电容电流的变化率。

        通过增加驱动信号到场效应管的栅源电阻来抑制高频脉冲尖峰,但是会增加损耗。(适当增加会减少噪声,但是会增加在该电阻上的损耗)

       

       3、寄生参数引起的共模纹波噪声

    起因:多数功率开关器件使用外壳作为散热器,产生的等效电容导致的

              解决办法:

        通过采用快恢复二极管器件。

                             通过改善PCB线路布局来减小寄生电感。

        通过在输入端设计专用的EMI滤波器。

       4、超高频开关引起的谐波噪声

              起因:功率器件结电容与线路寄生电感引起谐振,该频率一般MHz以上。

              例如:二极管反向恢复期间,其等效电容与线路寄生电感发生谐振。

    解决办法:

        通过减小大电流的布线长度来减小寄生电感。

        通过选用结电容小的开关管。

        通过串联磁珠来抑制高频噪声。

       5、闭环调节控制引起的纹波噪声

              起因:在进行反馈调节时,更改新的占空比会引起输出电压跳动,造成新的纹波。(该纹波可能引起输出跳动

              特点:该纹波的频率小于等于反馈的调节频率。

    解决办法:通过调节反馈算法来降低

注意:

    有资料称:纹波主要来源于以下四个方面【2】

          1、电容的ESR引起的矩形波分量

          2、电容的ESL引起的尖峰

          3、电容的充放电引起的三角波分量

          4、系统的开关噪声引起的

               对于矩阵波电流,输出电压有以下三种成分叠加:

                                          

 问题: 为什么测量纹波的时候,需要使用20MH的带宽,还要使用短的接地环?

            为了减少干扰,部分测试标准中还要求并联电容。

                 

                          

  参考资料:

    【1】电源纹波噪声都是来自这5个方面!.http://www.360doc.com/content/17/0630/23/39875874_667857046.shtml

    【2】系统供电技术-如何控制电源的纹波及噪声分析与控制!.电子产品物联战略及电磁兼容EMC.2018-06-24

    【3】输入电容器的选型要着眼于纹波电流、ESR、ESL.http://bbs.elecfans.com/jishu_1693677_1_1.html

原文地址:https://www.cnblogs.com/cjyc/p/11520328.html