降低电源纹波噪声只需三步

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1、广州致远电子有限公司电源-电源模块DC-DC降低电源纹波噪声只需三步在应用电源模块常见的问题中，降低负载端的纹波噪声是大多数用户都关心的。那么模块的纹波噪声该如何降低？下文为大家从纹波噪声的波形、测试方式、模块设计及应用的角度出发，阐述几种有效降低输出纹波噪声的方法。一、电源的纹波与噪声介绍纹波和噪声即：直流电源输出上叠加的与电源开关频率同频的波动为纹波，高频杂音为噪声。具体如图1所示，频率较低且有规律的波动为纹波，尖峰部分为噪声。图1二、纹波噪声的测试方法对于中小微功率模块电源的纹波噪声测试，业内主要采用平行线测试法和靠接法两种。其中，平行线测试法用于引脚间距相对较大的产品，靠

2、测法用于模块引脚间距小的产品。但不管用平行线测试法还是靠测法，都需要限制示波器的带宽为20MHz。具体如图2和图3所示。图2平行线测试法注1：C1为高频电容，容量为1μF；C2为钽电容，容量为10μF。注2：两平行铜箔带之间的距离为2.5mm，两平行铜箔带的电压降之和应小于输出电压的2%。文库资料©2018GuangzhouZHIYUANElectronicsStockCo.,Ltd.文章源自广州致远电子有限公司，转载或引用请注明出处1广州致远电子有限公司电源-电源模块DC-DC图3靠测法三、去除地线夹测试的区别测试纹波噪声需要把地线夹去掉，主要是由于示波器的地线夹会吸收各种高频

3、噪声，不能真实反映电源的输出纹波噪声，影响测量结果。下面的图4和图5分别展示了对同一个产品，使用地线夹及取下地线夹测试的巨大差异。图4使用地线夹测试-示波器垂直分辨率200mv/div图5去除地线夹测试-示波器垂直分辨率50mv/div四、设计上PCB布局的影响好与坏的PCB布局，是设计上影响纹波噪声的关键因素。差的PCB布局如图6所示，变压器输出的地，直接通过过孔连到背部的地平面，地平面连接电源的输出引脚。此布局在输文库资料©2018GuangzhouZHIYUANElectronicsStockCo.,Ltd.文章源自广州致远电子有限公司，转载或引用请注明出处2广州致远电子有

4、限公司电源-电源模块DC-DC出5V/2A的负载下，实测电源尖峰达1.5VVP-P。变压器上的噪声没有经过输出的滤波电容直接通过了输出引脚，导致纹波噪声很大。图6差的PCB布局如图7所示是比较好的PCB布局，调整了变压器的位置，将变压器输出地通过两个电容后，再回到地平面和输出引脚相连。实测在相同5V/2A输出的负载下，噪声已降到60mVVP-P，差别显著。图7好的PCB布局五、输出滤波电容的影响文库资料©2018GuangzhouZHIYUANElectronicsStockCo.,Ltd.文章源自广州致远电子有限公司，转载或引用请注明出处3广州致远电子有限公司电源-电源模块DC

5、-DC输出滤波电容的容值、ESR对模块输出的纹波噪声也有直接影响。按图8所示的P0505FLS-1W测试纹波噪声。外部不加外接电容，测试输出的纹波噪声，如图9所示，约为52mV。同样的输入、负载条件下，电源的输出端放置MLCC，实测电源输出的纹波噪声降到不到36mV。图8测试用图图9无外接电容图10外加电容实际应用时，电容除容量、ESR外，建议负载端的电容在回到电源之前，先汇集到输出电容，经过电容滤波后，再回到电源，从而有效降低纹波噪声对电路的影响。如图11所示。文库资料©2018GuangzhouZHIYUANElectronicsStockCo.,Ltd.文章源自广州致远电子

6、有限公司，转载或引用请注明出处4广州致远电子有限公司电源-电源模块DC-DC图11外部电容的位置六、电感对纹波噪声的影响电感的感量及寄生电容对纹波噪声的影响同样显著。一般地，感量大时对纹波抑制作用明显，寄生电容小的电感对噪声抑制效果好。以对纹波抑制为例，测试对电源输出纹波的影响，测试图如图12所示。图12测试电感滤波效果用例根据图12，我们先人为的把产品内部的滤波电感短路，只用电容滤波，测得纹波噪声如图13所示，纹波峰峰值约50mV。图13人为短路内部滤波电感的纹波噪声图文库资料©2018GuangzhouZHIYUANElectronicsStockCo.,Ltd.文章源自广州

7、致远电子有限公司，转载或引用请注明出处5广州致远电子有限公司电源-电源模块DC-DC下一步，在电源外部增加一个LC电路，在相同输入、负载条件下，重测纹波噪声图，如图14所示，纹波已接近直线，非常小。图14外加LC的纹波噪声图七、非纹波的震荡处理前面介绍了纹波是与开关电源的工作频率相关，但是还有另外一种震荡是与负载的工作频率相关的，如图15所示。图15负载工作周期大约1.1sDC-DC电源模块给MCU、晶振、WiFi模块等电路同时供电，WIFI模块会继续周期性的扫描，扫描开启时，电