電源紋波產生的原因和通常的解決方法
一、開關電源的概念
習慣上，高頻開關整流AC-DC和DC-DC改換器被稱作開關電源。因為其高作業頻率，帶來了設備的體積和重量的減小。因為開關電源的改換效率高，能量損耗削減，下降了電源環境溫度，改善了作業人員的環境。作業性能的進步。相對于相控電源來說，開關電源不只節省能源，也節省了(le)資料和體積。
開關電源產品首要使用領域有計算機、通訊辦公設備、操控設備、電子儀器、電視、攝像機、電子游戲機等產品。在電腦、電子儀器和通訊系統中使用極為廣泛的開關電源，在近半(ban)個世(shi)紀的(de)開(kai)展過程中，因(yin)具(ju)有輕、小、高效等優點而逐步替代(dai)傳統的(de)線(xian)性電(dian)源和相(xiang)控電(dian)源，成(cheng)為電(dian)子電(dian)源中的(de)主流產品。
開關電源開展中一個永久的(de)主題是完成(cheng)電源的(de)高(gao)(gao)(gao)(gao)頻(pin)率(lv)、高(gao)(gao)(gao)(gao)效(xiao)率(lv)、小體(ti)(ti)積、低成(cheng)本(ben)。高(gao)(gao)(gao)(gao)作業頻(pin)率(lv)，能夠進步動(dong)態(tai)呼應(ying)，也是削(xue)減體(ti)(ti)積和重量的(de)重要(yao)途徑(jing)；高(gao)(gao)(gao)(gao)效(xiao)率(lv)，削(xue)減熱(re)損耗，完成(cheng)高(gao)(gao)(gao)(gao)功(gong)率(lv)密度；小體(ti)(ti)積，削(xue)減變壓器，電感和電容的(de)體(ti)(ti)積，一起還(huan)要(yao)統籌高(gao)(gao)(gao)(gao)可靠性和低成(cheng)本(ben)。
二、開關電源紋波發(fa)生的機理和(he)解決方案
1、紋波發生的機理
慣例AC/DC，關電源的作業模式是把電網電壓全波整流變為直流電，經高頻開關改換由開關變壓器阻隔并升、降壓，經高頻二極管整流濾波后以直流電輸出。開關電源輸(shu)出(chu)紋(wen)(wen)波首要來源于五個方面：輸(shu)入(ru)低(di)頻(pin)紋(wen)(wen)波、高(gao)頻(pin)紋(wen)(wen)波、寄生參數引起(qi)的(de)共模(mo)紋(wen)(wen)波噪聲、功(gong)率(lv)器材(cai)開關過程中發(fa)生的(de)超高(gao)頻(pin)諧振噪聲和閉環調(diao)理(li)操控引起(qi)的(de)紋(wen)(wen)波噪聲。
（1）低頻紋波
低頻紋波是與輸出電路的濾波電容容量相關。因為開關電源體積的(de)限制，電(dian)解電(dian)容的(de)容量不可能無限制地(di)添(tian)加，導致(zhi)輸(shu)出(chu)低頻(pin)紋波的(de)殘留(liu)，該輸(shu)出(chu)紋波頻(pin)率隨整(zheng)流電(dian)路(lu)辦法的(de)不同(tong)而不同(tong)。
一般的開關電源由AC / DC和DC / DC兩部分組成。AC / DC的根本結構為整流濾波電路，它輸出的直流電壓中含有溝通低頻紋波，其頻率為輸入溝通電源頻率的二倍，幅值與電源輸出功率及濾波電容容量有關，一般操控在10%以內。該溝通紋波經DC/DC改換器衰減后，在開關電源輸出端表現為低頻噪聲，其巨細由DC/DC改換器的變比和操控系統的增益決議。例如：對一般24V電源來說，電壓型操控DC/DC改換器的紋波按捺比一般為45～50dB，其輸出端的低頻溝通紋波有效值為60～120mV。電流型操控DC / DC改換器的紋波按捺比稍有進步，但其輸出端的低頻溝通紋波仍較大。若要完成開關電源的(de)低(di)紋波輸出，則必須對低(di)頻電源紋波采(cai)取(qu)濾波措(cuo)施。可(ke)選用前級預穩壓和增(zeng)大DC / DC改換(huan)器閉環增(zeng)益來消(xiao)除。
（2）高頻紋波
高頻紋波噪聲來源于高頻功率開關改換電路，在電路中，經過功率器材對輸入直流電壓進行高頻開關改換而后整流濾波再完成穩壓輸出的，在其輸出端含有與開關作業頻率相同頻率的高頻紋波，其對外電路的影響巨細首要和開關電源的(de)(de)(de)改換頻(pin)率(lv)(lv)、輸出濾(lv)波器的(de)(de)(de)結構和參數有關，規劃中(zhong)盡量進步功率(lv)(lv)改換器的(de)(de)(de)作業頻(pin)率(lv)(lv)，能夠(gou)削減對高(gao)頻(pin)開關紋波的(de)(de)(de)濾(lv)波要求。
（3）共模紋波噪聲
因為功率器材與散熱器底板和變壓器原、副邊之間存在寄生電容，導線存在寄生電感，因此當矩形波電壓作用于功率器材時，開關電源的輸(shu)出(chu)端因此會發(fa)生(sheng)(sheng)共(gong)模紋(wen)波(bo)嗓聲。減小與(yu)(yu)操控功率器材、變壓器與(yu)(yu)機殼地之間的寄(ji)生(sheng)(sheng)電(dian)(dian)容(rong)，并在(zai)輸(shu)出(chu)側(ce)加共(gong)模按捺電(dian)(dian)感及電(dian)(dian)容(rong)，可減小輸(shu)出(chu)的共(gong)模紋(wen)波(bo)噪聲。
（4）超(chao)高頻(pin)諧振噪聲
超(chao)高頻(pin)諧振噪聲首要來源(yuan)于高頻(pin)整流二極(ji)管(guan)反向恢(hui)復時二極(ji)管(guan)結電容(rong)(rong)、功(gong)率器(qi)材(cai)開關(guan)(guan)時功(gong)率器(qi)材(cai)結電容(rong)(rong)與線(xian)路寄(ji)生電感的諧振，頻(pin)率一般為1～10MHz，經(jing)過選用軟恢(hui)復特(te)性二極(ji)管(guan)、結電容(rong)(rong)小的開關(guan)(guan)管(guan)和(he)削(xue)減布線(xian)長度等(deng)措施(shi)能夠削(xue)減超(chao)高頻(pin)諧振噪聲。
（5）閉環調理(li)操控引起的紋波(bo)噪聲
開關電源都需對輸出電壓(ya)進(jin)(jin)行閉環操控，調理(li)器(qi)參數規劃的(de)(de)不適當也會引起紋波(bo)。當輸出端動(dong)搖時經(jing)過反饋網絡進(jin)(jin)入調理(li)器(qi)回路，可(ke)能導致(zhi)調理(li)器(qi)的(de)(de)自激振蕩(dang)，引起附加(jia)紋波(bo)。此紋波(bo)電壓(ya)一(yi)般(ban)沒(mei)有固定的(de)(de)頻率。
2、按捺(na)紋(wen)波的一般措施和辦法(fa)
（1）低頻紋波的按捺
低頻紋波按捺(na)的幾(ji)種常(chang)用的辦(ban)法(fa)：
a、加大(da)輸出低(di)頻(pin)濾波的(de)電感(gan)，電容參數，使低(di)頻(pin)紋波下降到(dao)所需的(de)目(mu)標。
b、選用前饋(kui)操控辦法，下降低頻紋波重量。
（2）高頻紋波的按捺
高(gao)頻紋(wen)波(bo)按捺的目的是給(gei)高(gao)頻紋(wen)波(bo)供(gong)給(gei)通路，常用的辦(ban)法有以下幾(ji)種：
a、進步開關電源作業頻率，以(yi)進(jin)步高頻紋(wen)波(bo)頻率，有(you)利于按捺輸出高頻紋(wen)波(bo)。
b、加大輸(shu)出高頻(pin)濾波(bo)器，能夠按(an)捺輸(shu)出高頻(pin)紋(wen)波(bo)。
c、選用多級濾波。
（3）共模紋波(bo)噪聲的按(an)捺(na)
減小輸出共模紋波嗓聲的常(chang)用辦法：
a.輸出選用專門規(gui)劃的EMI濾波(bo)器
b.下(xia)降(jiang)開(kai)關毛刺(ci)起伏
（4）閉環調理器參數不適(shi)當(dang)引起的紋(wen)波按捺
在(zai)開關直(zhi)流(liu)電源中(zhong)，往往因(yin)調理器參數挑選不適當會引起輸出紋波(bo)的增(zeng)大，這部分紋波(bo)可經過(guo)以(yi)下(xia)辦法(fa)進行按捺。
a、在調理器(qi)輸出(chu)添加對地的補(bu)償網絡，調理器(qi)的補(bu)償可按捺調理器(qi)自激引(yin)起的紋(wen)波增大。
b、合(he)理(li)(li)挑選閉環(huan)調(diao)(diao)理(li)(li)器的(de)開環(huan)擴(kuo)大(da)倍(bei)數(shu)和閉環(huan)調(diao)(diao)理(li)(li)器的(de)參(can)數(shu)，開環(huan)擴(kuo)大(da)倍(bei)數(shu)過大(da)有時(shi)會引起調(diao)(diao)理(li)(li)器的(de)振蕩(dang)或自(zi)激，使輸出(chu)紋(wen)彼含(han)量(liang)添加(jia)(jia)，過小的(de)開環(huan)擴(kuo)大(da)倍(bei)數(shu)使輸出(chu)電(dian)壓(ya)穩定性變差及紋(wen)波含(han)量(liang)添加(jia)(jia)，所以調(diao)(diao)理(li)(li)器的(de)開環(huan)擴(kuo)大(da)倍(bei)數(shu)及閉環(huan)調(diao)(diao)理(li)(li)器的(de)參(can)數(shu)要合(he)理(li)(li)選取，調(diao)(diao)試中(zhong)要根據負(fu)載情況進行調(diao)(diao)理(li)(li)。
c、在(zai)反饋通道中不添(tian)加(jia)(jia)純(chun)滯后濾波環節，使延時(shi)滯后降到最小，以添(tian)加(jia)(jia)閉(bi)環調理的(de)快速(su)性(xing)(xing)和及(ji)時(shi)性(xing)(xing)，對按捺(na)輸出電壓紋(wen)波是有利(li)的(de)。
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