开关电源常见尖峰的产生原因和抑制方法
开关电源尖峰吸收电路
开关电源尖峰吸收电路随着电子技术的不断发展，开关电源已经成为了电子设备中不可或缺的组成部分。
然而，开关电源在工作过程中会产生尖峰电压，这些电压会对电子设备的正常工作产生很大的影响，甚至会导致设备的损坏。
因此，如何有效地解决开关电源尖峰电压问题成为了电子工程师们需要思考的问题。
开关电源尖峰电压的产生原因在开关电源工作的过程中，由于电感和电容的存在，开关管在关断瞬间会产生反向电压，这种反向电压会形成一个尖峰电压。
同时，当负载突然断开时，电容会产生电压反向跳变，也会形成一个尖峰电压。
这些尖峰电压会对电子设备产生很大的影响，甚至可能导致设备的损坏。
开关电源尖峰吸收电路的作用为了解决开关电源尖峰电压的问题，电子工程师们提出了尖峰吸收电路的概念。
尖峰吸收电路是一种能够吸收开关电源产生的尖峰电压的电路，可以保护电子设备的正常工作，提高设备的可靠性。
尖峰吸收电路的主要作用如下：1.吸收尖峰电压：尖峰吸收电路能够有效地吸收开关电源产生的尖峰电压，避免这些电压对电子设备的损坏。
2.保护电子设备：尖峰吸收电路能够保护电子设备的正常工作，提高设备的可靠性。
3.提高开关电源效率：尖峰吸收电路能够减少开关电源产生的损耗，提高开关电源的效率。
尖峰吸收电路的实现方法尖峰吸收电路的实现方法有很多种，下面介绍几种常用的方法： 1.电感吸收电路：电感吸收电路是一种常见的尖峰吸收电路，主要由一个电感和一个二极管组成。
当开关管关断时，电感会产生一个反向电压，这个反向电压会被二极管导通，从而吸收尖峰电压。
2.电容吸收电路：电容吸收电路也是一种常见的尖峰吸收电路，主要由一个电容和一个二极管组成。
当负载突然断开时，电容会产生一个反向跳变，这个反向跳变会被二极管导通，从而吸收尖峰电压。
3.瞬变抑制器：瞬变抑制器是一种专门用来抑制瞬态电压的电路，可以有效地解决开关电源尖峰电压的问题。
瞬变抑制器主要由一个电容和一个电阻组成，可以将尖峰电压转化为热能。
反激开关电源尖峰产生原理
反激开关电源尖峰产生原理全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：反激开关电源是一种常见的电源设计方案，常用于电子设备中。
与传统的线性电源相比，反激开关电源具有效率高、体积小、重量轻等优点，因此在各种领域都得到了广泛的应用。
然而，在使用过程中，人们常常会遇到一个问题，即电源输出端会产生尖峰，这会对电子设备的正常工作造成影响。
那么，这些尖峰到底是怎么产生的呢？本文将详细介绍反激开关电源尖峰产生的原理。
首先，我们需要了解一下什么是反激开关电源。
反激开关电源是一种采用开关管工作的供电方案，通过不断地打开和关闭开关管，来调节输出电压的大小。
反激电源的工作原理是，在输出电压低时，开关管会打开，电源将能量储存在电感上；当输出电压高时，开关管关闭，电源释放储存的能量，从而实现稳定的输出电压。
然而，尽管反激开关电源具有很多优点，但在实际使用中，会出现输出端产生尖峰的情况。
这些尖峰的产生原理主要有以下几种：1. 开关管驱动异常：在反激开关电源中，开关管的工作是由控制芯片进行控制的。
如果控制芯片工作异常，可能会导致开关管的开关动作异常，出现开关不稳定、频率不准等情况，从而产生输出端尖峰。
2. 负载变化：当电源的负载突然变化时，例如电阻突然接入或断开，会引起输出端电流的瞬间变化，这种变化也会导致输出端产生尖峰。
3. 输出环路设计不合理：反激开关电源的输出端通常包括电感和电容，如果输出环路设计不合理，可能会导致电流和电压的波动，进而产生尖峰。
4. 瞬态响应问题：在电源被瞬间加载或卸载时，如果电源的控制回路响应不及时，可能会导致输出端产生尖峰。
针对反激开关电源输出端产生尖峰的问题，我们可以采取以下一些措施来避免或减轻尖峰的产生：1. 合理选择开关管和控制芯片：选择质量好、可靠性高的开关管和控制芯片，尽量避免因器件质量问题而引起的尖峰问题。
2. 合理设计输出环路：合理设计输出环路，确保电感和电容的选取合理，电源工作稳定。
3. 设计适当的瞬态响应控制：设计良好的控制回路，确保在瞬态加载或卸载情况下，电源能够快速响应，减轻尖峰。
开关电源的干扰与抑制
开关电源的干扰与抑制开关电源的干扰与抑制开关电源的干扰干扰一般分为两大类：一是开关电源开关电源内部元器件形成的干扰；二是由于外界因素影响而使开关电源产生的干扰。
两者都涉及到人为因素和自然因素。
1．1开关电源内部干扰开关电源产生的EMI主要是由基本整流器产生的高次谐波电流干扰和功率变换电路产生的尖峰电压干扰。
1．1．1基本整流器基本整流器的整流过程是产生EMI 最常见的原因。
这是因为工频交流正弦波通过整流后不再是单一频率的电流，而变成一直流分量和一系列频率不同的谐波分量，谐波(特别是高次谐波)会沿着输电线路产生传导干扰和辐射干扰，使前端电流发生畸变，一方面使接在其前端电源线上的电流波形发生畸变，另一方面通过电源线产生射频干扰。
1．1．2功率变换电路功率变换电路是开关稳压电源的核心，它产带较宽且谐波比较丰富。
产生这种脉冲干扰的主要元器件为1)开关管开关管及其散热器与外壳和电源内部的引线间存在分布电容，当开关管流过大的脉冲电流(大体上是矩形波)时，该波形含有许多高频成份；同时，关电源使用的器件参数如开关功率管的存储时间，输出级的大电流，开关整流二极管的反向恢复时间，会造成回路瞬间短路，产生很大短路电流，另外，开关管的负载是高频变压器或储能电感，在开关管导通的瞬间，变压器初级出现很大的涌流，造成尖峰噪声。
2)高频变压器开关电源中的变压器，用作隔离和变压，但由于漏感的原因，会产生电磁感应噪声；同时，在高频状况下变压器层间的分布电容会将一次侧高次谐波噪声传递给次级，而变压器对外壳的分布电容形成另一条高频通路，使变压器周围产生的电磁场更容易在其他引线上耦合形成噪声。
3)整流二极管二次侧整流二极管用作高频整流时，由于反向恢复时间的因素，往往正向电流蓄积的电荷在加上反向电压时不能立即消除(因载流子的存在，还有电流流过)。
一旦这个反向电流恢复时的斜率过大，流过线圈的电感就产生了尖峰电压，在变压器漏感和其他分布参数的影响下将产生较强的高频干扰，其频率可达几十MHz。
开关电源常见尖峰的产生原因和抑制方法
开关电源的尖峰干扰及其抑制电源纹波会干扰电子设备的正常工作，引起诸如计算机死机、数据处理出错及控制系统失灵等故障，给生产和科研酿成难以估量的损失，因此必须采取措施加以抑制。
产生尖峰的原因很多，以下着重说明滤波电路对二极管反向恢复时间所产生的纹波尖峰加以分析，并总结出几种有效的抑制措施。
2滤波电路为减小电源尖峰干扰需要在电源进线端和电源输出线端分别加入滤波电路。
2.1电源进线端滤波器在电源进线端通常采用如图1所示电路。
该电路对共模和差模纹波干扰均有较好抑制作用。
图中各元器件的作用：（1）L1,L2,C1用于滤除差模干扰信号。
L1,L2磁芯面积不宜太小，以免饱和。
电感量几毫亨至几十毫亨。
C1为电源跨接电容，又称X电容。
用陶瓷电容或聚脂薄膜电容效果更好。
电容量取0.22μF～0.47μF。
（2）L3，L4，C2，C3用于滤除共模干扰信号。
L3，L4要求圈数相同，一般取10，电感量2mH左右。
C2，C3为旁路电容，又称Y电容。
电容量要求2200pF左右。
电容量过大，影响设备的绝缘性能。
在同一磁芯上绕两个匝数相等的线圈。
电源往返电流在磁芯中产生大小相等、方向相反的磁通。
故对差模信号电感L3、L4不起作用（见图2），但对于相线与地线间共模信号，呈现为一个大电感。
其等效电路如图3所示。
由等效电路知：令L1=L2=M=L，UN=RCI1同时RC RL，则：图1电源进线端滤波电路(1)一般ωL RL，则：。
式（1）表明，对共模信号Ug而言，共模电感呈现很大的阻抗。
2.2输出端滤波器输出端滤波器大都采用LC滤波电路。
其元件选择一般资料中均有。
为进一步降低纹波，需加入二次LC滤波电路。
LC滤波电路中L值不宜过大，以免引起自激，电感线圈一般以1～2匝为宜。
电容宜采用多只并联的方法，以降低等效串联电阻。
同时采样回路中要加入RC前馈采样网络。
图2共模电感对差模信号不起作用如果加入滤波器后，效果仍不理想，则要详细检查公共地线的长度、线径是否合适。
开关电源尖峰的抑制措施
开关电源尖峰的抑制措施电源纹波会干扰电子设备的正常工作，引起诸如计算机死机、数据处理出错及控制系统失灵等故障，给生产和科研酿成难以估量的损失，因此必须采取措施加以抑制。
产生尖峰的原因很多，以下着重说明滤波电路对二极管反向恢复时间所产生的纹波尖峰加以分析，并总结出几种有效的抑制措施。
1 滤波电路为减小电源尖峰干扰需要在电源进线端和电源输出线端分别加入滤波电路。
1.1 电源进线端滤波器该电路对共模和差模纹波干扰均有较好抑制作用。
各元器件的作用：（1）L1L2C1 用于滤除差模干扰信号。
L1L2 磁芯面积不宜太小，以免饱和。
电感量几毫亨至几十毫亨。
C1 为电源跨接电容，又称X 电容。
用陶瓷电容或聚脂薄膜电容效果更好。
电容量取0.22μF～0.47μF。
（2）L3，L4，C2，C3 用于滤除共模干扰信号。
L3，L4 要求圈数相同，一般取10，电感量2mH 左右。
C2，C3 为旁路电容，又称Y 电容。
电容量要求2200pF 左右。
电容量过大，影响设备的绝缘性能。
在同一磁芯上绕两个匝数相等的线圈。
电源往返电流在磁芯中产生大小相等、方向相反的磁通。
故对差模信号电感L3、L4 不起作用，但对于相线与地线间共模信号，呈现为一个大电感。
一般wL >Rl，则：|UN/US|=0表明，对共模信号Ug 而言，共模电感呈现很大的阻抗。
1.2 输出端滤波器输出端滤波器大都采用LC 滤波电路。
其元件选择一般资料中均有。
为进一步降低纹波，需加入二次LC 滤波电路。
LC 滤波电路中L 值不宜过大，以免引起自激，电感线圈一般以1～2 匝为宜。
电容宜采用多只并联的方法，以降低等效串联电阻。
同时采样回路中要加入RC 前馈采样网络。
如果加入滤波器后，效果仍不理想，则要详细检查公共地线的长度、线径是否合适。
因为地线分布电感对抑制纹波极为不利。
导线长度l，线径d 与其电感量的关系为：L(μH)=0.002l[ln（4l/d)－1](2)2 二极管反向恢复时间引起之尖峰及其抑制以单端反激电源为例（见图4）Us 为方波，幅值为Um。
开关电源纹波分析及抑制(精华)
主题: 开关电源纹波的产生与控制开关电源输出纹波主要来源于五个方面：输入低频纹波、高频纹波、寄生参数引起的共模纹波噪声、功率器件开关过程中产生的超高频谐振噪声和闭环调节控制引起的纹波噪声1、低频纹波是与输出电路的滤波电容容量相关。
电容的容量不可能无限制地增加，导致输出低频纹波的残留。
交流纹波经DC/DC变换器衰减后，在开关电源输出端表现为低频噪声，其大小由DC/DC变换器的变比和控制系统的增益决定。
电流型控制DC / DC变换器的纹波抑制比电压型稍有提高。
但其输出端的低频交流纹波仍较大。
若要实现开关电源的低纹波输出，则必须对低频电源纹波采取滤波措施。
可采用前级预稳压和增大DC / DC变换器闭环增益来消除。
低频纹波抑制的几种常用的方法:a、加大输出低频滤波的电感，电容参数，使低频纹波降低到所需的指标。
b、采用前馈控制方法，降低低频纹波分量。
2、高频纹波噪声来源于高频功率开关变换电路，在电路中，通过功率器件对输入直流电压进行高频开关变换而后整流滤波再实现稳压输出的，在其输出端含有与开关工作频率相同频率的高频纹波，其对外电路的影响大小主要和开关电源的变换频率、输出滤波器的结构和参数有关，设计中尽量提高功率变换器的工作频率，可以减少对高频开关纹波的滤波要求。
高频纹波抑制的目的是给高频纹波提供通路，常用的方法有以下几种:a、提高开关电源工作频率，以提高高频纹波频率，有利于抑制输出高频纹波b、加大输出高频滤波器，可以抑制输出高频纹波。
C、采用多级滤波。
3、由于功率器件与散热器底板和变压器原、副边之间存在寄生电容，导线存在寄生电感，因此当矩形波电压作用于功率器件时，开关电源的输出端因此会产生共模纹波噪声。
减小与控制功率器件、变压器与机壳地之间的寄生电容，并在输出侧加共模抑制电感及电容，可减小输出的共模纹波噪声。
减小输出共模纹波噪声的常用方法:a、输出采用专门设计的EMI滤波器。
b、降低开关毛刺幅度。
4、超高频谐振噪声主要来源于高频整流二极管反向恢复时二极管结电容、功率器件开关时功率器件结电容与线路寄生电感的谐振，频率一般为1-10MHz,通过选用软恢复特性二极管、结电容小的开关管和减少布线长度等措施可以减少超高频谐振噪声。
反激电源高压MOS管尖峰电流的来源和减小方法
反激电源高压MOS管尖峰电流的来源和减小方法
做电源的都测试过流过高压MOS的电流波形，总会发现电流线性上升之前会冒出一个尖峰电流，并且有个时候甚至比正常的峰值电流还要高。
看起来很不爽。
那这尖峰怎么来的，如何减小它呢？
一、此电流尖峰对电源的害处
1、就是由于这个尖峰的存在，开关电源芯片为了防止误触发加入了前沿消隐，如果太高还是有可能误触发。
2、这个尖峰（di/dt很大）对开关电源EMI影响不小。
3、这个尖峰电流会增大MOS开关管开通时的交越损耗，降低效率
二、电流尖峰的来源
1、MOS管开启时驱动电流由G流到S到地这条路径是有电流的（驱动电路上有驱动电阻限制驱动电流的这个电流不大）；
2、另外一条通路从MOS下来的，从表面上看这条通路连接电感，电感上的这个电流实际上就是主电流是从0缓慢（相对于尖峰电流）上升的，但别忘了还有一个隐藏的通路就是变压器原边绕组是有寄生电容的（层间电容和匝间电容），这个寄生电容里面存储的电量瞬间由MOS到地放出，会产生一个较大尖峰电流。
3、还有一个就是从副边耦合过来的电流，我们都知道副边整流二极管从导通（正偏）到反偏的这个过程中二极管有一个反向恢复电流。
这个反向恢复电流是通过二极管和变压器副边绕组的，它会通过耦合折射到原边绕组上的（注意：在DCM下没有反向恢复电流）。
三、减小电流尖峰对策
1想办法减小变压器原边绕组分布电流
①变压器使用三明治绕法使原边绕组分开
②减小原边绕组的匝数（比如可以用Ae值比较大的磁芯（PQ等）可以减少变压器匝数）。
反激同步整流mos短路尖峰高
反激同步整流mos短路尖峰高反激同步整流（反激同步整流MOS，又称反激整流MOS）是一种常用于开关电源中的电路拓扑结构。
相比传统的同步整流电路，反激同步整流MOS在短路时存在尖峰电压，这种现象是由于电路中的元件特性造成的。
下面将详细介绍反激同步整流MOS短路尖峰高的原因及其解决方法。
要理解反激同步整流MOS短路尖峰高的原因，首先需要了解该电路的工作原理。
反激同步整流MOS由两个MOS管和一个磁性元件组成。
在工作时，其中一个MOS管（主动管）负责开关电流，另一个MOS管（同步管）负责主动管的功率转移。
由于开关频率较高，MOS管在关断瞬间会出现一个尖峰电压脉冲。
这种尖峰电压主要有两个来源。
一是电感元件中的电流被突然切断时，电感元件会产生一个反向电压脉冲。
二是由于MOS管的导通电阻不为零，当MOS管被关闭时，导通电流会突然被切断，从而产生尖峰电压。
反激同步整流MOS短路尖峰高给电路运行带来了一定的不利影响。
首先，短路尖峰会增加MOS管和其他器件的压力，导致器件可能损坏。
其次，尖峰电压会产生电磁干扰，影响整个电源系统的正常工作。
此外，尖峰电压还会增加电路的能量损耗，影响整体转换效率。
为了解决反激同步整流MOS短路尖峰高的问题，可以采取以下方法：1. 使用阻尼电路：在反激同步整流MOS电路中添加一个适当的阻尼电路，可以减小尖峰电压的幅值。
阻尼电路可以通过提供一个反向电流路径来吸收电感元件中的能量，从而减小反向电压脉冲。
2. 优化控制算法：通过改变控制算法，使得MOS管的开关过程更加平滑，可以减小短路尖峰的高度。
例如，可以采用软开关技术，使得MOS管在开关时的压力减小。
3. 选择合适的元件：选择合适的反激同步整流MOS管和磁性元件，可以减小尖峰电压。
高速开关能够减小导通电流切断时的尖峰电压，而低电感电源能够减小电感元件中的反向电压脉冲。
4. 进行电磁兼容设计：通过合理的电磁屏蔽和接地设计，可以减小尖峰电压对其他电路的干扰。
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开关电源的尖峰干扰及其抑制
2 滤波电路
为减小电源尖峰干扰需要在电源进线端和电源输出线端分别加入滤波电路。
2.1电源进线端滤波器
在电源进线端通常采用如图1所示电路。
该电路对共模和差模纹波干扰均有较好抑制作用。
图中各元器件的作用：
（1）L1L2C1用于滤除差模干扰信号。
L1L2磁芯面积不宜太小，以免饱和。
电感量几毫亨至几十毫亨。
C1为电源跨接电容，又称X 电容。
用陶瓷电容或聚脂薄膜电容效果更好。
电容量取0.22μF～0.47μF。
（2）L3，L4，C2，C3用于滤除共模干扰信号。
L3，L4要求圈数相同，一般取10，电感量2mH左右。
C2，C3为旁路电容，又称Y电容。
电容量要求2200pF左右。
电容量过大，影响设备的绝缘性能。
在同一磁芯上绕两个匝数相等的线圈。
电源往返电流在磁芯中产生大小相等、方向相反的磁通。
故对差模信号电感L3、L4不起作用（见图2），但对于相线与地线间共模信号，呈现为一个大电感。
其等效电路如图3所示。
由等效电路知：
表明，对共模信号Ug而言，共模电感呈现很大的阻抗。
2.2输出端滤波器
输出端滤波器大都采用LC滤波电路。
其元件选择一般资料中均有。
为进一步降低纹波，需加入二次LC滤波电路。
LC滤波电路中L值不宜过大，以免引起自激，电感线圈一般以1～2匝为宜。
电容宜采用多只并联的方法，以降低等效串联电阻。
同时采样回路中要加入RC前馈采样网络。
如果加入滤波器后，效果仍不理想，则要详细检查公共地线的长度、线径是否合适。
因为地线分布电感对抑制纹波极为不利。
导线长度l，线径d与其电感量的关系为： L(μH)=0.002l[ln（4l/d)－1](2)
3二极管反向恢复时间引起之尖峰及其抑制
图3共模电感等效电路
以单端反激电源为例（见图4）
Us为方波，幅值为Um。
功率管V截止时，VD1导通，而VD2截止。
但当V导通时，Us极性反转。
VD2导通，由于二极管之反向恢复特性，VD1不能立即截止，而是VD1，VD2同时导通。
从而激起一个很大的电流尖峰。
（1）VD1反向恢复前期等效电路如图5所示。
图中：R0为次级绕线电阻，引线电阻及二极管导通电阻之和；
L0为变压器漏感和引线电感之和。
图4单端反激电源电路
由等效电路可得：
i=Um/R0[1－e－(R0/L0)t](3)
假定R0=0.235Ω，L0=0.13μHUm=23V，而电流在0.3μs内达到Im,则可求出Im=41A。
如此大的电流尖峰，若不加以抑制势必损坏器件。
图5VD1反向恢复前期等效电路
（2）VD1在反向恢复后期，接近关断状态，等效为一个结电容CD1：
由图6知,CD1两端电压UC（t）为：
UC(t)=Um＋U0e－atsin(ωt＋θ)(4)式中(5）
ɑ=R0′/2L0(6)
从以上各式看出，UC（t）是在Um基础上叠加一个Uoe－atsin(ωt＋θ)的正弦衰减振荡。
在VD1两端激起一个电压尖峰。
图6VD1反向恢复后期等效电路
（3）由以上分析可看出，在反向恢复期间，由于二极管的反向恢复特性，二极管的电流不能突变。
此效应与一个电感等效。
为了抑制二极管尖峰，需在二极管两端并联电容C或RC缓冲网络。
RC网络的取值原则：C从0.01μF～0.1μF，由实验决定。
串联电阻用于限制电容C的放电电流，也为了阻止由于回路阻抗而引起的共振，起阻尼作用。
一般按下式选取：U0/I0≤R≤(R不宜小于4Ω)(7)
4几种噪声波的形成及抑制措施
图7 几种噪声波形
图7给出几种常见噪声波形。
现对这些噪声波的形成原因及相应的抑制措施简述如下：
（1）噪声波形如图7（a）所示。
形成原因：辅助电源或基准电压稳定性不够所致。
抑制措施：在相关部位并大电容。
（2）噪声波如图7（b）所示。
形成原因：布线不合理，引起交叉干扰。
抑制措施：调整布线。
（3）噪声波形如图7（c）所示。
形成原因：由于变压器漏磁对采样形成干扰而引起自激，导致出现正弦振荡。
抑制措施：变压器要适当加以屏蔽，且屏蔽层要接地。
改进变压器绕制工艺。
（4）噪声波形如图7（d）所示。
幅值变化随机、无规则。
形成原因：在于采样电阻所加电压过高或印制板绝缘不良。
抑制措施：改进采样。
（5）噪声波形如图7（e）所示。
形成原因：整流二极管反向恢复期间引起的尖峰。
抑制措施：在二极管上并电容C或RC。