减小高频开关电源纹波的方法.docx

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1、开关电源在为电子设备带来更高转换效率的同时，也带来了开关噪声，电子设备特别是一些测量仪表、通信设备对电源纹波都很敏感，特别是高频纹波会对设备造成很大的干扰。对于高频开关电源开关纹波，通常抑制或减少它的做法有：1，加大电感和输出电容滤波   根据高频开关电源的公式，电感内电流波动大小和电感值成反比，输出纹波和输出电容值成反比。所以加大电感值和输出电容值可以减小纹波。    左图是开关电源电感L内的电流波形，其纹波电流△I可由下式算出：    可以看出，增加L值，或者提高开关频率可以减小电感内的电流波动。   同样，输出纹波与输出电容的关系：vrip

2、ple=Imax/(Co×f)。 可以看出，加大输出电容值可以减小纹波。   通常的做法，对于输出电容，使用铝电解电容以达到大容量的目的。但是电解电容在抑制高频噪声方面效果不是很好，而且ESR也比较大，所以会在它旁边并联一个陶瓷电容，来弥补铝电解电容的不足。   同时，高频开关电源工作时，输入端的电压Vin不变，但是电流是随开关变化的。这时输入电源不会很好地提供电流，通常在靠近电流输入端(以BucK型为例，是SWITcH附近)，并联电容来提供电流。   应用该对策后，BUCK型开关电源如下图所示：    上面这种做法对减小纹波的作用是有限的。因为

3、体积限制，电感不会做的很大；输出电容增加到一定程度，对减小纹波就没有明显的效果了；增加开关频率，又会增加开关损失。所以在要求比较严格时，这种方法并不是很好。 关于高频开关电源的原理等，可以参考各类开关电源设计手册。

4、都有一个直流电阻，当有电流输出时，在电感上会有压降产生，导致电源的输出电压降低。而且这个压降是随输出电流变化的。   采样点选在LC滤波器之后(Pb)，这样输出电压就是我们所希望得到的电压。但是这样在电源系统内部引入了一个电感和一个电容，有可能会导致系统不稳定。关于系统稳定，很多资料有介绍，这里不详细写了。

5、条频率-dB曲线，如右图是凌特公司LT3024的曲线。    经过LDO之后，开关纹波一般在10mV以下。   下图是LDO前后的纹波对比：    对比曲线上图的曲线和左图的波形，可以看出对几百KHz的开关纹波，LDO的抑制效果非常好。但在高频范围内，该LDO的效果就不那么理想了。   对减小纹波。高频开关电源的PCB布线也非常关键，这是个很赫手的问题。有专门的开关电源PCB工程师，简单的可以参考美国国半公司的AN1229：SIMPLESWITCHERPCBLayoutGuidelines， (网上有翻译的中文摘要)   对于高频噪声，由于频率高

6、幅值较大，后级滤波虽然有一定作用，但效果不明显。这方面有专门的研究，简单的做法是在二极管上并电容C或RC，或串联电感。

7、验才能确定。如果选用不当，反而会造成更严重的振荡。   对高频噪声要求严格的话，可以采用软开关技术。关于软开关，有很多书专门介绍。