降低电源纹波噪声的一些常用方法

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用这几种方法告诉你如何降低开关电源输出纹波与噪声?

用这几种方法告诉你如何降低开关电源输出纹波与噪声?

用这几种方法告诉你如何降低开关电源输出纹波与噪声?纹波主要在五个方面: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。

适配器消除杂波的方法

适配器消除杂波的方法

适配器消除杂波的方法适配器消除杂波的方法主要有以下几种:1.采用片式三端电容器与普通电解电容器组合:在开关电源适配器的输出端采用片式三端电容器与普通电解电容器组合,可以改善滤波的高频特性,从而降低输出纹波和噪声。

2.使用LDO滤波:在LED驱动电源输出之后,接LDO滤波是减少纹波和噪声最有效的办法。

输出电压恒定,不需要改变原有的反馈系统,但也是成本最高,功耗最高的办法。

3.使用二极管后接电感(EMI滤波):这也是常用的抑制高频噪声的方法。

针对产生噪声的频率,选择合适的电感元件,同样能够有效地抑制噪声。

需要注意的是,电感的额定电流要满足实际的要求。

4.避免多个模块电源之间相互干扰:电源适配器出现噪声,一个比较大的原因就在于多个不同的模块电源之间产生电磁干扰。

若两个模块在电路板上比较接近,加上模块电源本身是不屏蔽的,输出端也没有采用低阻抗的电容,则可能因为相互之间的干扰使输出噪声电压增加。

为避免这种相互干扰,工程师可采用屏蔽措施,或将它们的安装位置适当远离,以减小相互之间的影响。

5.在输出端增加一级低压差线性稳压电路:在电源适配器产生噪声时,工程师可以选择在开关电源或者模块电源输出端再加一个电压差线性稳压电路,这样做可以大幅度地降低输出噪声,以满足对噪声有特别要求的电路需要,在增加了一级低压差线性稳压电路后,其输出噪声在经过检测后可达微伏级。

由于低压差线性稳压器的压差(输入与输出电压的差值)仅为几百毫伏,则在开关电源的输出略高于低压差线性稳压器几百毫伏就可以输出标准电压了,并且其损耗也不大。

6.可在电源适配器外增装屏蔽和加装电源滤波器:如果想要从根源上防止电源适配器产生噪声,工程师可以选择使用金属外壳作为开关电源的屏蔽层。

金属对噪声电磁波有较好的隔离作用,可以有效的减小开关电源对外界辐射电磁场的敏感度。

除了上面提到的三种方法之外,工程师在开关电源适配器的输入端增加一个电源滤波器也是一个能防止输出波纹产生的好方法,这样做可以有效的减少从电源线引入的传导敏感度,同时对减小开关电源因外界电磁干扰对输出端的影响也是有一定好处的。

降低电源纹波的方法

降低电源纹波的方法

降低电源纹波的方法电源纹波是指电源输出电压在负载变化或开关转换时产生的波动。

一个干净的电源输出是一个平稳的、无波峰的 DC 电压。

如果输出电压出现波峰,就会对电路的电压稳定性产生负面影响,从而影响电路工作的可靠性。

降低电源纹波是一个重要的问题。

下面我们将介绍几种常见的降低电源纹波的方法。

第一种方法是使用线性稳压器。

线性稳压器可以根据输入电压的大小指定恒定的、稳定的输出电压。

线性稳压器通常具有很低的输出纹波和良好的稳定性,但是它具有低效能和较高的热量损失。

对于高功率应用来说,线性稳压器不是最佳选择。

第二种方法是使用开关稳压器。

开关稳压器(switching regulator)主要用于将高输入的 DC 电压转换为稳定的低输出电压。

开关稳压器具有高效率、小体积和轻量化的特点,但是其输出端仍然存在一定的纹波。

纹波可以通过使用低 ESR 电容,如刚性电容或铝电解电容,来降低。

第三种方法是使用滤波器。

滤波器常常在开关稳压器的输出端加装。

滤波器可以去除电源直流电偏置和高频电磁干扰,从而减小输出电压的纹波。

滤波器的设计和配置应根据具体的应用场景进行调整和优化。

第四种方法是选择合适的电源电容器。

电源电容器是供电电路中的一个重要元件,可以平滑输出电压。

正确选择电源电容器的类型和参数可以降低输出电压的纹波。

在选择电容器时应注意电容器的额定电压、温度系数、精度及故障率等参数。

第五种方法是使用稳压芯片。

稳压芯片是一种高效的电源 IC,可以把输入电压稳定转换为稳定的输出电压,从而降低输出电压的纹波。

常见的稳压芯片有线性稳压芯片和开关稳压芯片等。

稳压芯片具有输出电压稳定、效率高、体积小和容易使用等优点。

综上所述,降低电源纹波的方法包括使用线性稳压器、开关稳压器、滤波器、选择合适的电源电容器和使用稳压芯片等。

在实际应用中,应根据具体的设计要求和场景,选择合适的降噪方法进行应用。

消除纹波的方法

消除纹波的方法

消除纹波的方法
纹波是指在电力传输过程中出现的电压或电流波动现象,可能会影响电力系统
的稳定性和安全性。

因此,消除纹波是电力系统运行中非常重要的一项任务。

以下是一些常用的消除纹波的方法:
1. 调整电源质量:电源质量不佳是导致纹波的一个常见原因。

因此,可以通过
安装电力滤波器、使用电源稳压器等措施来提高电源的质量,减少纹波的产生。

2. 安装滤波器:滤波器是一种能够滤除电力信号中的杂波和谐波的装置。

在电
力系统中,安装滤波器可以有效消除纹波,提高电力系统的稳定性。

3. 使用电容器:电容器是一种能够储存电能的元件,可以在电力系统中起到平
滑电压波动的作用。

通过合理配置电容器,可以消除电力系统中的纹波。

4. 调整负载平衡:负载不平衡也是导致电力系统中纹波产生的原因之一。

因此,通过调整负载的平衡性,可以有效减少电力系统中的纹波。

5. 使用线性稳压器:线性稳压器是一种能够稳定输出电压的电子元件,可以有
效消除电力系统中的纹波。

通过使用线性稳压器,可以提高电力系统的稳定性和可靠性。

6. 加装电容:电容器是一种可以储存电能的电子元件,可以在电力系统中平滑
电压波动。

通过合理加装电容,可以有效消除电力系统中的纹波。

总的来说,消除电力系统中的纹波是电力系统运行中非常重要的一项任务,可
以通过调整电源质量、安装滤波器、使用电容器、调整负载平衡、使用线性稳压器等方法来实现。

通过有效的消除纹波,可以提高电力系统的稳定性和可靠性,确保电力系统的正常运行。

buck电路减小纹波措施

buck电路减小纹波措施

buck电路减小纹波措施
Buck电路具有简单、高效、成本低等优点,但是在实际应用中,其输出电压容易受到输入电压的变化和负载变化的影响,从而产生纹波。

为了减小纹波,可以采取以下措施:
1. 选用高质量的电容和电感,以降低输出纹波。

在选择电容时,应考虑其容值和工作电压范围,同时注意其ESR和损耗。

2. 采用电压稳定器,以降低输入电压的变化对输出的影响。

常用的稳压器有线性稳压器和开关稳压器,其中开关稳压器具有效率高的优点。

3. 增加输出滤波器,以降低纹波。

滤波器可以采用低通滤波器或降噪滤波器,选择合适的滤波器可以有效地减小纹波。

4. 增加反馈环路,以提高稳定性和减小纹波。

反馈环路可以实现输出电压的精确控制,同时可以减小电路的灵敏度和纹波。

以上措施可以单独或组合使用,根据具体情况选择合适的方案,可以有效地减小buck电路的纹波,提高其稳定性和可靠性。

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降低开关电源纹波的三个要素

降低开关电源纹波的三个要素

降低开关电源纹波的三个要素
开关电源要降低纹波主要要在以下三个方面下功夫:
1、储能电感。

储能电感在工作频率下的Q值越大越好,许多人只留意到电感量,其实Q值的影响要大得多,电感量只要满意要求允许在很大范围内波动。

2、滤波电容。

滤波电容的ESR和ESL是特别重要的参数,越低越好,仅追求容量是远远不够的,当然在满意足够低的ESR和ESL的前提下,容量大些较好。

开关电源的滤波电容优选X7R或X5R电容与钽电解的组合,纹波稍放宽可用Y5V电容和瘦高外观的铝电解(低ESL 型)协作。

3、PCB设计。

开关电源的PCB设计特别重要,在前两个条件都满意时假如纹波参数还是达不到手册中载明的数值,问题就可以确定是出在PCB上,开关电源芯片的取样及滤波回路的设计特别讲究,PCB 分布参数会导致调整误差或滤波效率变差,严峻时甚至可能导致自激(一般在特定的负载强度下发生),故不得不查。

原则是取样回路和滤波回路要尽量贴近开关电源IC,PCB走线不行太长、太细,类似的储能电感也有同样原则,只是影响稍小,布局、走线不利相当于降低了电感的Q值。

最终要说的是,因开关电源IC的内电路设计不同纹波指标也是不同的,多数状况下,开关频率高的简单获得较低的纹波,但价格及对外围元件的要求相对更高,所以要依据需要合理选择,够用即可,
否则要付出不必要的成本,器件手册的认真阅读及理解是第一步。

降低电源纹波噪声的方法

降低电源纹波噪声的方法

降低电源纹波噪声的方法
降低电源纹波噪声的方法有多种,以下是一些常见的方法:
1. 采用高品质的电源滤波器:电源滤波器可以有效地降低电源中的高频纹波和噪声,从而提高电源的稳定性和可靠性。

高品质的电源滤波器通常具有更高的滤波效果和更低的损耗。

2. 使用低通滤波器:低通滤波器可以有效地滤除高频纹波和噪声,从而提高电源的稳定性和可靠性。

低通滤波器可以使用电容或电感等元器件组成,但要注意滤波器的通带和阻带特性。

3. 优化电源电路设计:合理的电源电路设计可以降低电源中的高频纹波和噪声。

要注意电源电路中的元件选择、电路布局和信号隔离等方面。

4. 采用直流滤波器:直流滤波器可以有效地降低电源中的低频纹波和噪声,从而提高电源的稳定性和可靠性。

直流滤波器可以使用电解电容或电感等元器件组成。

5. 调整电源供电电压和频率:适当的调整电源供电电压和频率可以降低电源中的高频纹波和噪声。

但要注意调整电压和频率的变化不能过大,否则会对电源的稳定性产生不利影响。

以上是一些常见的降低电源纹波噪声的方法,实际应用中需要根据具体情况选择合适的方法。

同时,为了减少电源纹波噪声,还需要注重电源电路的设计和制造质量,从根本上提高电源的稳定性和可靠性。

直流稳压电源实验中的电源纹波噪声与滤波技术优化

直流稳压电源实验中的电源纹波噪声与滤波技术优化

直流稳压电源实验中的电源纹波噪声与滤波技术优化直流稳压电源在电子系统中起到了至关重要的作用。

然而,电源纹波噪声是一个无法避免的问题,它会对电路的性能产生负面影响。

为了提高电源的质量,我们需要采取适当的滤波技术来降低纹波噪声。

本文将介绍直流稳压电源实验中的电源纹波噪声问题,并探讨滤波技术的优化方法。

一、电源纹波噪声的定义与评估电源纹波噪声是指直流电源输出端波形的变化或噪声。

它通常由电源电压中存在的交流成分引起。

电源纹波噪声的大小可以通过纹波电压幅度来衡量。

在直流稳压电源实验中,我们常常使用示波器来观测电源输出端的波形。

通过示波器的测量结果,我们可以获得电源的纹波噪声数据。

通常情况下,电源纹波噪声的要求是越低越好,一般要求在几毫伏以下。

二、电源纹波噪声的影响电源纹波噪声会对电子系统的性能产生负面影响。

首先,它可能导致信号干扰,使得系统的信号质量下降。

其次,纹波噪声还可能影响系统的稳定性,并可能引起系统的震荡。

此外,纹波噪声还可能对系统的灵敏度产生不利影响。

三、滤波技术的优化为了降低电源纹波噪声,我们需要采取适当的滤波技术。

以下是几种常见的优化方法:1.电容滤波电容滤波是一种常见且简单的滤波技术。

它利用电容器的充电和放电特性来降低纹波噪声。

通过将电容器连接到电源输出端,可以减少电源纹波噪声的幅度。

2.电感滤波电感滤波是通过电感器来滤除电源纹波噪声的一种方法。

电感器具有对高频信号的阻抗特性,可以将高频噪声滤除。

通过将电感器连接到电源输出端,并与电容器结合使用,可以有效地降低纹波噪声。

3.多级滤波多级滤波是一种综合利用多种滤波技术来降低纹波噪声的方法。

通过串联连接多个不同的滤波器,可以进一步提高滤波效果。

4.稳压电路设计优化除了传统的滤波技术外,优化稳压电路的设计也可以降低电源纹波噪声。

例如,在电源输出端添加电阻来降低纹波噪声,或者更换更稳定的电源元件。

四、总结直流稳压电源实验中的电源纹波噪声是一个需要关注的问题。

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降低电源纹波噪声的一些常用方法
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。

下文结合纹波噪声的波形、测试方式,从电源设计及外围电路的角度出发,阐述几种有效降低输出纹波噪声的方法。

1、电源的纹波与噪声图示
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
2、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,同时需要去掉地线夹。

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%。

图3靠测法
3、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
4、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。

此布局在输出5V/2A的负载下,实测电源尖峰达1.5V V P-P。

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60mV V P-P,差别显著。

图7 好的PCB布局
5、输出滤波电容的影响
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所示的产品测试纹波噪声。

外部不加外接电容,测试输出的纹波噪声,如图图9所示,约为100mV。

同样的输入、负载条件下,电源的输出端加226的MLCC,实测电源输出的纹波噪声降到不到40mV。

图8 测试用图
图9 无外接电容
图10 外加226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。

图11 外部电容的位置
6、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
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
以上简单从纹波噪声的图例、测试方法开始,描述从电源设计、外部电路应用出发,结合实际测试比较几种降低纹波噪声的方法。

实际的工程应用中还需考虑电容、电感的负载效应、自激影响等,还需再做深究。

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