开关电源纹波来源及处理方式

Posted 2020-11-13 cjyc

开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，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。

 

       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

                  

 

 

             

 

                                      

  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