纹波抑制
电源纹波,如何测量？如何抑制？
电源纹波的产生我们常见的电源有线性电源和开关电源，它们输出的直流电压是由交流电压经整流、滤波、稳压后得到的。
由于滤波不干净，直流电平之上就会附着包含周期性与随机性成分的杂波信号，这就产生了纹波。
在额定输出电压、电流的情况下，输出直流电压中的交流电压的峰值就是通常所说的纹波电压。
纹波是一种复杂的杂波信号，它是围绕着输出的直流电压上下来回波动的周期性信号，但周期和振幅并不是定值，而是随着时间变化，并且不同电源的纹波波形也不一样。
纹波的危害一般来说纹波是有百害而无一利的，纹波的危害主要有以下几点：•电源中携带的纹波会在电器上产生谐波，降低电源的使用效率；•较高的纹波可能会产生浪涌电压或电流，从而导致电气设备运行不正常或加速设备老化；•在数字电路中纹波会干扰电路逻辑关系；•纹波还会给通信、测量和计量仪器、仪表带来噪音干扰，破坏信号的正常测量、计量，甚至损坏设备。
所以，在制作电源的时候，我们都要考虑将纹波降低到百分之几以下，对纹波要求高的设备要考虑把纹波降低到更小。
电源纹波的测量方法通常分为两大类，一类是单独电源的鉴定，另一类是产品的调试测量。
在电源行业和电源用户对电源鉴定时，要求选择在室内（20℃左右）进行，湿度应小于80%，周围对测量有影响的机械震动及电磁干扰最小，标准仪器与被检电源应在以上的测试环境下放置24小时以上。
对于纯电源来讲，测量电源纹波时，要求在加载时测量，所加负载要使输出电流大于额定输出电流的80%以上。
对于低噪声的纯阻性负载或电子负载，还要选择对应的测量标准。
不同的标准就会产生不同的测量结果。
纹波电压可以用绝对量表示，也可用相对量来表示。
一般用纹波电压与直流输出电压的比例来评价直流电源的滤波性能，即纹波系数。
纹波系数作为评价直流电源的一个重要指标，其计算方法为纹波电压的有效值与直流输出电压的百分比。
电源纹波的测量测量电源纹波一般采用示波器来测量，常用的有一下三种测量方法：1、靠连法使用带有地线环的示波器探头，将探针直接接触正输出的管脚，线环直接接触负输出的管脚，这是由于使得环路尽量短，这样从示波器中读出的峰值为输出线上的纹波与噪声，如下图所示：2、直接法将地线环直接与负输出的管脚连接，利用探头接地环进行输出端测试。
开关电源纹波抑制怎样做？一篇经验之谈让你眼前一亮(民熔)
开关电源波纹测量步骤开关电源纹波如何测量要有效降低开关电源输出纹波我们首先得有个比较靠谱的测试方法，不能是由于测试方法的问题而导致的假波形是整改不好的基本要求：使用示波器AC耦合，20MHz带宽限制，拔掉探头的地线1，AC耦合是去掉叠加的直流电压，得到准确的波形。
2，打开20MHz带宽限制是防止高频噪声的干扰，防止测出错误的结果。
因为高频成分幅值较大，测量的时候应除去。
3，拔掉示波器探头的接地夹，使用接地环测量，是为了减少干扰。
很多部门没有接地环，如果误差允许也直接用探头的接地夹测量。
但在判断是否合格时要考虑这个因素。
还有一点是要使用50Ω终端。
横河示波器的资料上介绍说，50Ω模块是除去DC成分，精确测量AC成分。
但是很少有示波器配这种专门的探头，大多数情况是使用标配100KΩ到10MΩ的探头测量，影响暂时不清楚。
上面是测量开关纹波时基本的注意事项。
如果示波器探头不是直接接触输出点，应该用双绞线，或者50Ω同轴电缆方式测量。
在测量高频噪声时，使用示波器的全通带，一般为几百兆到GHz级别。
其他与上述相同。
可能不同的公司有不同的测试方法。
归根到底第一要清楚自己的测试结果。
第二要得到客户认可。
关于示波器：有些数字示波器因为干扰和存储深度的原因，无法正确的测量出纹波。
这时应更换示波器。
这方面有时候虽然老的模拟示波器带宽只有几十兆，但表现要比数字示波器好。
开关电源纹波怎样抑制1、二级滤波，就是再加一级LC滤波器LC滤波器对噪纹波的抑制作用比较明显，根据要除去的纹波频率选择合适的电感电容构成滤波电路，一般能够很好的减小纹波。
采样点选在LC滤波器之前(Pa)，输出电压会降低。
因为任何电感都有一个直流电阻，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。
电源纹波抑制比PSRR
PSRR，就是Power Supply Reject i on Ratio的缩写，中文含意为“电源纹波抑制比”。
也就是说, PSRR 表示把输入与电源视为两个独立的信号源时，所得到的两个电压增益的比值。
基本计算公式为：PSRR = 20log[(Ripple(i n) / Ripple(out))]PSRR 的单位为分贝(dB)，采用对数比值。
从上面的式子可以看出，影响输出信号的因素除了电路本身之外，还受到了供电电源的影响。
PSRR 是一个用来描述输出信号受电源影响的量，PSRR 越大，输出信号受到电源的影响越小。
还可得出，输出电压V out 是V in 与电源电压 V CC 的函数。
如果输入信号V in 变化了⊿Vin，输出信号的变化量⊿V out 是由输入到输出的电压增益A v 乘以输入电压的变化量⊿Vin。
如果把电源电压变化⊿VCC 看作一个很小信号，由于电源电压变化导致的输出电压的变化量⊿V out 则为电源电压到输出的电压增益A vo 乘以电源电压变化量⊿VCC。
不稳定的供电电压势必会影响输出信号的波形，影响的幅度取决于PSRR。
所以需要侧重于运放等的去耦设计和电源的设计（通常较多用 L DO 线性电源给运放供电）。
PSRR 是在单位闭环增益情况下得到的，因此在负反馈应用中引起的输出变化需乘以闭环增益。
一般地，PSRR 有3个具体参数：+PSRR，-PSRR，+/-PSRR。
表示从某个电源端或两个电源端分别或同时异向低频变化，在运放差分输入端引入的传输或影响量值。
如上所分析的：⊿Vps=1V 的电源变化，在PRSS=80dB 运放输入端，导致⊿Vdi=100uV的变化（PSRR=20log⊿V ps/⊿Vdi）。
于是运放输出电压产生的变化：⊿V o=⊿Vdi（1+Rf/Ri）；Rf--反馈电阻，Ri--输入电阻。
开关电源工作时，如何抑制纹波和减小高频噪声？
开关电源工作时，如何抑制纹波和减小高频噪声？
开关电源通过高频化的能量变换获得较高的能量转换效率，工作频率一般是几十KHz到上百KHz。
相对于线性电源，开关电源工作时的高频噪声是比较多的，纹波系数也相对较高，需要设计合适的滤波电路来抑制纹波和消除高频噪声。
电容滤波
在电源电路中，电容滤波是必不可少的。
在开关电源电路中，滤波电容的选择显得特别重要，特别是输出端的滤波电容。
由于工作频率较高，需要考虑电容的阻抗和频率特性，滤波电容容量并不是越大越好。
因为电源的频率提高后，电容值会急剧下降，所以选择滤波电容的时候我们需要考虑电容的ESR（等效串联阻抗）。
需要尽量使用ESR值小的滤波电容。
电容需要在工作频率内有较低的等效阻抗才会有良好的滤波效果。
选择电容时需要考虑开关电源的工作频率，输出电压，输出电流，电容容值大小可以参考前辈们的计算公式：C>0.289/{f×（U/I）× ACv}，ACv是纹波系数，单位是%。
LC滤波
电感有着通直流隔交流的特性，加入滤波电感对消除高频噪声有着非常好的效果。
电容和电感组合在一起使用效果更好。
如果有必要，我们还可以加入二级的LC滤波电路。
使用滤波电感时，需要根据开关电源的功率选择适当的功率电感。
LDO滤波
LDO（低压差线性稳压器）有一项噪声抑制比的指示，也有着很好的滤波效果，加入LDO后，纹波系数会大幅的降低，对抑制纹波和消除高频噪声非常有效。
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。
逆变器中点开关纹波电流抑制原理
逆变器中点开关纹波电流抑制原理
点开关逆变器中使用的纹波电流抑制原理可以通过以下几个方面解释：
1. 调制技术：点开关逆变器中通常使用的是脉宽调制技术（PWM），通过调节开关器件（如晶闸管、IGBT等）的开闭时间比，将直流输入电压转换成交流输出电压。
脉宽调制技术可以有效地抑制电流的纹波，使得输出电压的纹波较小。
2. 滤波电感和电容：在点开关逆变器的输出端，通常会添加一个滤波电感和电容，用于进一步减小输出电压的纹波。
滤波电感可以阻挡高频纹波电流，而电容则可以对电流进行平滑。
这样可以通过组合滤波电感和电容来减小纹波电流的幅值。
3. 控制算法：逆变器中的控制算法也可以起到抑制纹波电流的作用。
通过合理的控制策略和算法，可以尽可能地减小输入电流的纹波。
综上所述，点开关逆变器中点开关纹波电流的抑制可以通过调制技术、滤波电感和电容以及控制算法等多种方法来实现。
5招搞定!抑制纹波、减小高频噪声超简单
5招搞定!抑制纹波、减小高频噪声超简单
5 招搞定！抑制纹波、减小高频噪声超简单
开关电源的纹波和噪声是一个本质问题，换而言之无论纹波和噪声多幺小，也无法从根本上去除，再绝对的讲，开关电源无论成本怎幺提高，也无法完全达到线性电源的性能和特点。
那幺，通常抑制或减少它的做法有五种：
1.加大电感和输出电容滤波
根据开关电源的公式，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。
同样，输出纹波与输出电容的关系：vripple=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，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。
上面这种做法对减小纹波的作用是有限的。
因为体积限制，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。
关于开关电源的原理等，可以参考各类开关电源设计手册。
2.二级滤波，就是再加一级LC 滤波器
LC 滤波器对噪纹波的抑制作用比较明显，根据要除去的纹波频率选择合适的电感电容构成滤波电路，一般能够很好的减小纹波。
抑制纹波电压
CCD电源模块纹波抑制和方案选型一、整体概述抑制纹波电压的通常做法是，加大滤波电路中电容容量，或采用LC滤波电路，或采用多级滤波电路；以线性电源代替开关电源；合理布线等。
1 .低频纹波的抑制对开关电源来说，可采用前级预稳压和增大DC/DC变换器闭环增益来消除。
低频纹波是输入整流纹波通过DC/DC变换器传递到输出的，它的大小取决于整流滤波电容器的电容量和反馈调节回路的调节器性能。
根据开关电源的公式，输出纹波和输出电容值成反比，电感内电流波动大小和电感值成反比。
所以加大电容值和电感值可以减小输出纹波。
适当配置调节器的参数，增大交流反馈，也可以有效地降低纹波。
2. 高频纹波的抑制输出纹波从频谱上分主要由低频纹波、开关频率纹波和尖峰三个方面组成。
而尖峰是纹波的主要部分，它的大小基本决定了纹波的大小。
因为高频变压器初级、次级存在漏感，开关管在导通和截止的瞬间，漏感中的电流无法释放便产生了尖峰。
整流尖峰的产生原因是高频整流管的PN结存在结电容，整流管在导通和截止的瞬间，结电容的充放电也会产生尖峰。
从示波器中可看到开关电源输出尖峰的频率约50MHz～100MHz，远高于滤波电感器的截止频率，不能用常规的电感滤波方式来解决。
实际工作中只能采取减小变压器漏感和采用软恢复特性的高频整流管；采用高频滤波器；采用多级滤波；提高开关电源工作频率。
3. 共模纹波的抑制对于共模纹波嗓声的常用方法:（1）减小控制功率器件、变压器与机壳地之间的寄生电容，并在输出端加共模抑制电感及电容；（2）采用EMI滤波器；（3）降低开关毛刺幅度。
4 .控制环路的抑制控制环路参数不适当会引起纹波，当输出端波动时通过反馈网络进入调节器回路，可能导致调节器的自激振荡，引起附加纹波。
此纹波电压一般没有固定的频率。
抑制方法有：（1）调节器输出增加对地的补偿网络，调节器的补偿可抑制调节器自激引起的纹波增大；（2）合理选择环路的放大倍数。
放大倍数过大会引起调节器的振荡或自激，使输出纹波增加，放大倍数过小使输出电压稳定性变差，所以调节器的放大倍数的参数要合理选取，调试中应根据负载状况进行调节。
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• 低频纹波 • 低频纹波是与输出电路的滤波电容容量相关。由于开关电 源体积的限制，电解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，该输出纹波频率随整流电路方式 的不同而不同。 • 一般的开关电源由AC/DC和DC/DC两部分组成。AC/DC 的基本结构为整流滤波电路，它输出的直流电压中含有交 流低频纹波，其频率为输入交流电源频率的二倍，幅值与 电源输出功率及滤波电容容量有关，一般控制在10%以内 。该交流纹波经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。
3、PCB layout要求 • 开关电源的PCB布线也非常关键，这是个很辣手的问题。 4、在二极管上并电容C或RC • 二极管高速导通截止时，要考虑寄生参数。在二极管反向 恢复期间，等效电感和等效电容成为一个RC振荡器，产 生高频振荡。为了抑制这种高频振荡，需在二极管两端并 联电容C或RC缓冲网络。电阻一般取10Ω-100 Ω，电容取 4.7pF-2.2nF。 • 在二极管上并联的电容C或者RC，其取值要经过反复试验 才能确定。如果选用不当，反而会造成更严重的振荡。
b、合理选择闭环调节器的开环放大倍数和闭环 调节器的参数，开环放大倍数过大有时会引起调 节器的振荡或自激，使输出纹彼含量增加，过小 的开环放大倍数使输出电压稳定性变差及纹波含 量增加，所以调节器的开环放大倍数及闭环调节 器的参数要合理选取，调试中要根据负载状况进 行调节。 c、在反馈通道中不增加纯滞后滤波环节，使延时 滞后降到最小，以增加闭环调节的快速性和及时 性，对抑制输出电压纹波是有益的
• 闭环调节控制引起的纹波噪声
2、抑制纹波的一般措施和方法 • 低频纹波的抑制 • 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 。
• 高频纹波的抑制 • 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。
• 超高频谐振噪声 • 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 。
• 超高频谐振噪声
• 闭环调节控制引起的纹波噪声 开关电源都需对输出电压进行闭环控制， 调节器参数设计的不适当也会引起纹波。 当输出端波动时通过反馈网络进入调节器 回路，可能导致调节器的自激振荡，引起 附加纹波。此纹波电压一般没有固定的频 率。
• 高频纹波
• 高频纹波
• 共模纹波噪声 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 嗓声。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。
5，二极管后接电感（可兼容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。 • 总结： • 以上是关于开关电源纹波。有些不太全，关于噪声抑制， 实际中并不一定全部应用，重要的是根据自己的设计要求 ，比如产品体积，成本，开发周期等，选择合适的方法。
二、开关电源纹波产生和解决方案 1、纹波产生 常规AC/DC，关电源的工作模式是把电网电压全 波整流变为直流电，经高频开关变换由开关变压 器隔离并升、降压，经高频二极管整流滤波后以 直流电输出。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。
• 高频纹波 • 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。
• 低频纹波
• 例如：对普通24V电源来说，电压型控制 DC/DC变换器的纹波抑制比一般为45～ 50dB，其输出端的低频交流纹波有效值为 60～120mV。电流型控制DC/DC变换器的 纹波抑制比稍有提高，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。
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纹波抑制方法
如何抑制开关电源纹波的产生
开关电源工作时，输入端的电压不变，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(以降压型。因为体积限制， 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。
2、二级滤波，就是再加一级LC滤波器 • LC滤波器对噪纹波的抑制作用比较明显，根据要除去的 纹波频率选择合适的电感电容构成滤波电路，一般能够很 好的减小纹波。 • 采样点选在LC滤波器之前，输出电压会降低。因为任何 电感都有一个直流电阻，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，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。
• 共模纹波噪声的抑制 减小输出共模纹波嗓声的常用方法： a.输出采用专门设计的EMI滤波器 b.降低开关毛刺幅度
• 闭环调节器参数不适当引起的纹波抑制 • 在开关直流电源中，往往因调节器参数选 择不适当会引起输出纹波的增大，这部分 纹波可通过以下方法进行抑制。 a、在调节器输出增加对地的补偿网络，调 节器的补偿可抑制调节器自激引起的纹波 增大。