电源波纹的产生
移动电源评测标准

移动电源评测标准一、综合测试1、平台电压(空载)≤4.74 4.75~4.84 4.85~4.89 4.9~4.94 4.95~4.99 5.0~5.25 ≥5.26 0 1 2 3 4 5 02、放电曲线在使用5V/1A或5V/2.1A的恒流不间断放电时,每隔30秒记录输出端口的实际输出电压值,最终通过绘制电压曲线的方法来检测在恒流放电情况下,移动电源的输出电压变化情况,检测其输出是否稳定。
3、截止输出电压<4 4~4.09 4.10~4.19 4.20~4.29 4.30~4.34 4.35~5.25 0 1 2 3 4 54、平均输出电压<4.35 4.36~4.39 4.40~4.59 4.60~4.79 4.80~4.99 5.0~5.25 0 1 2 3 4 55、输出电压浮动值>0.40 0.31~0.40 0.21~0.30 0.11~0.20 0.05~0.10 ≤0.05 0 1 2 3 4 56、输出纹波mv ≤50 51~100 101~150 151~200 201~250 >250 ≤50 5 4 3 2 1 07、转换效率≥59% 60~69% 71~79% 80~85% 86~90% 91~100% 得分=30*转换率的百分比8、可用容量比50~55 56~60 61~65 ≥66 2 3 4 59、保护功能短路保护2.5分短路保护测试为短接电源输出正负极,看电源是否有保护动作,没有保护动作不得分过充保护2.5分过充保护是指移动电源自身充满电之后能自动停止给电芯充电过放保护2.5分过放保护指的是移动电源在电量过低时可以关断输出,保护电芯过流保护2.5分根据YDT 1591-2009标准,在正常情况下,移动电源的最大输出应不大于额定电流的1.5倍,对于1A输出的接口以1.5A为上限,超过即为过流保护失效10、充放电温度测试5分产品自身发热量≤ 60°C为合格,越低越好。
PCB板的电源完整性三大考虑详解

PCB 板的电源完整性三大考虑详解
在电路设计中,一般我们很关心信号的质量问题,但有时我们往往局限在信号线上进行研究,而把电源和地当成理想的情况来处理,虽然这样做能使问题简化,但在高速设计中,这种简化已经是行不通的了。
尽管电路设计比较直接的结果是从信号完整性上表现出来的,但我们绝不能因此忽略了电源完整性设计。
因为电源完整性直接影响最终PCB 板的信号完整性。
电源完整性和信号完整性二者是密切关联的,而且很多情况下,影响信号畸变的主要原因是电源系统。
例如,地反弹噪声太大、去耦电容的设计不合适、回路影响很严重、多电源/地平面的分割不好、地层设计不合理、电流不均匀等等。
1) 去耦电容
我们都知道在电源和地之间加一些电容可以降低系统的噪声,但是到底在电路板上加多少电容?每个电容的容值多大合适?每个电容放在什幺位置更好?
类似这些问题我们一般都没有去认真考虑过,只是凭设计者的经验来进行,有时甚至认为电容越少越好。
开关电源 波纹与噪声

开关电源波纹与噪声一、开关电源输出波纹①开关电源输出纹波是输出直流电压的波动,与开关电源的开关动作有关。
每一个开、关过程,电能从输入端被“泵到”输出端,形成一个充电和放电的过程,从而造成输出电压的波动,波动频率与开关的频率相同。
②产生原因是开关电源的电流纹波作用在电容的ESR上。
③纹波电压是纹波的波峰与波谷之间的峰峰值,其大小与开关电源的输入电容和输出电容的容量及品质有关。
二、开关电源输出噪声①开关电源输出噪声是指全带宽下输出电压上叠加的交流量。
②产生的原因一种是开关电源自身产生的。
另一种是外界电磁场的干扰(EMI),它能通过辐射进入开关电源或者通过电源线输入开关电源。
③开关电源自身产生的噪声是一种高频的脉冲串,由发生在开关导通与截止瞬间产生的尖脉冲所造成。
噪声脉冲串的频率比开关频率高得多,噪声电压是其峰峰值。
噪声电压的振幅很大程度上与开关电源的拓扑、电路中的寄生状态及PCB的设计有关。
三、减小纹波和噪声电压的措施①减少EMI的干扰采用金属外壳做屏蔽减小外界电磁场辐射干扰。
为减少从电源线输入的电磁干扰,在电源输入端加EMI 滤波器。
②在输出端采用高频性能好、ESR低的电容采用高分子聚合物固态电解质的铝或钽电解电容作输出电容是最佳的,其特点是尺寸小而电容量大,高频下ESR阻抗低,允许纹波电流大。
它最适用于高效率、低电压、大电流降压式DC/DC转换器及DC/DC模块电源作输出电容。
③采用与产品系统的频率同步为减小输出噪声,电源的开关频率应与系统中的频率同步,即开关电源采用外同步输入系统的频率,使开关的频率与系统的频率相同。
④避免多个模块电源之间相互干扰在同一块PCB上可能有多个模块电源一起工作。
若模块电源是不屏蔽的、并且靠的很近,则可能相互干扰使输出噪声电压增加。
为避免这种相互干扰可采用屏蔽措施或将其适当远离,减少其相互影响的干扰。
⑤增加LC滤波器为减小模块电源的纹波和噪声,可以在DC/DC模块的输入和输出端加LC滤波器。
开关电源输出波纹的产生与控制

开关电源输出波纹的产生与控制开关电源输出波纹主要来源于五个方面:输入低频波纹、高频波纹、寄生参数引起的共模波纹噪声、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波纹噪声。
1、低频波纹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,导致输出低频波纹的残留。
交流波纹经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变换器的波纹抑制比电压型稍有提高。
但其输出端的低频交流波纹仍较大。
若要实现开关电源的低波纹输出,则必须对低频电源波纹采取滤波措施。
可采用前级预稳压和增大DC / DC变换器闭环增益来消除。
低频波纹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,使低频波纹降低到所需的指标。
b、采用前馈控制方法,降低低频波纹分量。
2、高频波纹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波纹,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波纹的滤波要求。
高频波纹抑制的目的是给高频波纹提供通路,常用的方法有以下几种:a、提高开关电源工作频率,以提高高频波纹频率,有利于抑制输出高频波纹b、加大输出高频滤波器,可以抑制输出高频波纹。
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波纹噪声。
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,可减小输出的共模波纹噪声。
减小输出共模波纹噪声的常用方法: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。
抑制LED方案输出波纹的措施

抑制LED方案输出波纹的措施
在采用LED技术的生产的产品中,或多或少的会有输出波纹的产生,这种不利于产品的最终效率,因此需要设计者在产品生产过程中对其进行抑制,本文就将为大家介绍能够减少LED输出波纹的方法,并进行讲解。
输出波纹其实并不难理解,其是指在直流电源输出的过程中叠加在直流稳定量上的交流分量。
从示波器的角度来看,会看到电压上下轻微波动,就像水纹一样,所以叫做纹波。
通常抑制或减少它的做法有如下几种:
加大电感和输出电容滤波
根据LED驱动电源的公式,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。
输出纹波与输出电容的关系:vripple=Imax/(Co乘以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,LED驱动电源工作时,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。
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。
但是,这种情况下需要考虑反馈比较电压的采样点。
Buck开关电源设计中,输出波纹怎么计算?

持续的时间。一般的开关电源书籍都会讲到怎幺算纹波,大题分解为:滤波
电容对电压的积分+滤波电容的ESR+滤波电容的ESL+noise,如下图:
一般对纹波的计算通常是估算有关开关电源纹波的计算,原则上
比较复杂,要将输入的矩形波进行傅立叶展开成各次谐波的级数,计算每个
由上面图(f)中最下一个电流波形可知Buck电路在达到平衡工
作状态时,在Io的上方为电容充电电流,而Io下方为电容放电电流,由图
形中即可知纹波积分的上限应该选择.toff/2、下限取ton/2.
计算积分得到
由于
则
漏电流小,ESR小,一般都是认为要选择低ESR的系列,不过也
与负载有关,负载越大,ESR不变时,纹波电流变大,纹波电压也变大。我
Buck开关电源设计中,输出波纹怎么计算?
对滤波效果而言,电容的ESL和ESR参数都很重要,电感会阻止电
流的突变,电阻则限制了电流的变化率,这些影响对电容的充放电显然都不
利。优质的电容在设计及制造时都采取了必要的手段来降低ESL和ESR,故
而横向比较起来,同样的容量滤波效果却不同。
纹波电压主要由几个部分引起
1、电容的ESR引起的
2、电容的ESL引起的
3、电容的充放电引起的
4、噪声引起的
以Buck开关电源为例来计算一下:
电容的ESR引起的纹波计算公式
电容的ESL引起的纹波计算公式
电容的充放电引起的纹波计算公式
对于此条计算可能有部分人不太理解,下面我们一起来分析一
下:
当△ic流过理想电容C时,在C两端产生的电压变化如下
纹波与频闪的关系

纹波与频闪的关系近年来,随着电子设备的普及和使用频率的提高,人们对于电子显示技术的要求也越来越高。
在使用电子设备的过程中,我们经常会遇到两个现象:纹波和频闪。
那么,纹波和频闪之间到底有什么关系呢?本文将深入探讨这一问题。
让我们先来了解一下纹波是什么。
纹波是指在电子设备的显示屏上出现的一种波纹状的图案。
这种图案通常由电源产生的交流电的频率不稳定或者电源的电压波动引起的。
当电源的频率或电压发生变化时,显示屏上的图像就会出现波纹,影响到我们的视觉效果。
而频闪则是指电子显示器在刷新屏幕时出现的闪烁现象。
频闪通常是由显示器的刷新率过低引起的,刷新率是指显示器每秒钟刷新图像的次数。
当刷新率过低时,我们的眼睛就能够察觉到屏幕的闪烁,给我们带来不适的感觉。
那么,纹波和频闪之间是否有关联呢?答案是肯定的。
频闪往往是纹波造成的结果。
当电源的频率不稳定或电压波动较大时,会导致显示屏上的图像出现波纹,进而引起频闪现象。
因此,我们可以说纹波是频闪的一个原因。
那么,如何解决纹波和频闪问题呢?首先,我们可以通过提高电源的稳定性来减少纹波和频闪的发生。
采用优质的电源供应器,确保电源输出的稳定性,可以有效降低纹波和频闪的发生。
其次,调整显示器的刷新率也可以减少频闪现象。
一般来说,刷新率越高,频闪现象就越不明显。
因此,我们可以适当提高显示器的刷新率,来减少频闪的出现。
还有一些其他的方法可以减少纹波和频闪的发生。
例如,使用屏幕反射率较低的显示器,可以减少外部光线的反射,降低频闪的感知程度。
另外,调整显示器的亮度和对比度也可以减少纹波和频闪的影响。
适当降低亮度和对比度,可以减少显示屏上的波纹和闪烁现象,提升视觉体验。
纹波和频闪之间存在一定的关系。
纹波往往是频闪的一个原因,二者都会影响到我们的视觉效果和使用体验。
为了解决这些问题,我们可以通过提高电源的稳定性、调整显示器的刷新率、选择合适的显示器和调整亮度对比度等方法来减少纹波和频闪的发生。
导线中的电能是如何传输的

导线中的电能是如何传输的给你打个⽐喻可能会清楚了。
⼀个⽯⼦投在⽔⾥,溅起浪花,同时⽔⾯产⽣波纹,观察那个波纹,不断向外扩⼤,如果仅看⼀点的⽔波纹,上下起伏,⼀会向下,⼀会向上,会改变⽅向,但⼤⽅向是向外扩散,电的传输也是这样,像⽔波纹,波形⼀会向下,⼀会向上,虽然在改变⽅向,但是在波浪式前进。
交流电的优点主要表现在发电和配电⽅⾯:利⽤建⽴在电磁感应原理基础上的交流发电机可以很经济⽅便地把机械能(⽔流能、风能……)、化学能(⽯油、天然⽓……)等其他形式的能转化为电能;交流电源和交流变电站与同功率的直流电源和直流换流站相⽐,造价⼤为低廉答:导线可以束缚电流,也就在⼀定程度上束缚了电动势产⽣的电场,但⽆法束缚磁场,也⽆法束缚磁场产⽣的感⽣电场。
导线束缚电动势产⽣的电场的原理在于它可以导电,也就是说靠束缚电流产⽣的效果。
导体在电动势存在时会产⽣电流,电流只能沿着导体流动,电流流过有电阻的导体会产⽣电势差,这样电势就沿着导体被固定了,稳恒场中电场是电势的梯度,也就跟着电势被束缚了起来。
但是磁场是不受导体控制的,电流产⽣的磁场会沿着垂直的⽅向⼀直扩散出去。
如果是交变电流产⽣的变化的磁场,这个磁场会继续激发出电磁波,电磁波就会传播到导体外⾯去。
这种泄露会改变导体的阻抗特性,让传输效率降低。
为了防⽌这种泄露,通常的做法是⽤⼀个相反的场相互抵消,这样电磁波就跑不到外⾯去了,⽐如说双绞线,两根线上的电流相反,产⽣磁场相互抵消,电磁波就辐射不出去了,但这并不是导体束缚了电磁波,电磁波仍然是会在两根线的间隙中传播的。
打⼀个⽐⽅;⼀根长长的细管中⼀个挨着⼀个的装满了滚珠,如果再从左边按进⼀颗,则右边就会马上滚出⼀颗;同样的道理,导线中装满了电⼦,发电机的作⽤就相当于从导线⼀端加进电⼦,从导线的另⼀端取出电⼦,这样导线中的电⼦就有了确定⽅向运动了(电流的形成)。
电的传播速度是指电场的传播速度(也有⼈说是电信号的传播速度,其实是⼀样的),不是电⼦的移动速度。
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电源波纹的产生1 引言对于电子产品来说唯一不可缺少的是电源,但是它除了提供能量外,也带来了纹波、噪声等影响电子产品正常工作的影响。
纹波电压对高放、本振、混频、滤波、检波、A/D变换等电路都会产生影响,在设计控制设备、电子仪器、电视、摄像机等电子产品时都要想办法尽量减小纹波。
为此就要了解纹波、知道它是如何产生的、如何测量以及抑制方法。
2 电源纹波纹波是附着于直流电平之上的包含周期性与随机性成分的杂波信号,指在额定输出电压、电流的情况下,输出电压中的交流电压的峰值。
狭义上的纹波电压,是指输出直流电压中含有的工频交流成分。
纹波用示波器可以看到,在直流电压上下轻微波动,就像水平面上波动的水纹一样,所以被称为纹波(见图1)。
图1 RIGOL示波器DS1302观察的纹波信号波形2.1 电源纹波产生我们通常在产品中用的电源主要有线性电源和开关电源二大类,输出的直流电压是一个固定值,由交流电压经整流、滤波、稳压后得到。
由于滤波不干净,直流电压中含有交流成分,这就产生了纹波。
纹波是一种复杂的杂波信号,它是围绕输出直流电压上下来回波动的周期性信号,但周期和振幅不是定值,随时间而变,不同电源的纹波波形不一样。
产生电源纹波的因素有许多,即使你用电池供电也会因负载的波动而产生波纹。
线性电源由于我国供电频率是50Hz,所以它的纹波主要来自工频50Hz变压器,纹波电压的频率常常是50nHz,n取自然数,大小取决于整流电路的类型。
对于半波整流,是1;对于全波整流,是2;对于三相全波整流,是6,即300Hz。
所以这种电源的输出端纹波主要是50HZ 或它的整数倍,幅值小,较易滤除,通常纹波可做到几mV。
如假定整流桥输出负载电流IL,负载电压VL,整流桥输人交流电压幅值Vm及其输人交流电压频率f,则其输出的纹波电压由表1各式计算。
表1 整流纹波电压采用功率匹配法或等效电流源法计算纹波电压,一般表示为:△U=ILsin2wt/(2wC) (1)从式(1)中可以看出,纹波频率为输人频率的两倍,其幅值正比于变换器的输出电流,反比于输人电压频率和平滑电容的大小。
开关电源产生的纹波比较复杂、很难滤除且幅值较大。
主要来源于五个方面:除低频纹波外还有高频纹波、共模噪声、开关器件产生的噪声和调节控制环路引起的纹波噪声。
一般开关电源的纹波比线性电源的纹波要大,频率要高。
①高频纹波。
高频纹波来源于开关变换电路。
开关电源的开关管在导通和截止的时候,都会有一个上升和下降时间,这时候在电路中就会出现一个与开关上升与下降时间的频率相同或者奇数倍频的噪声,一般为几十MHz。
同样二极管在反向恢复瞬间,其等效电路为电阻电容和电感的串联,会引起谐振,产生的噪声频率也为几十MHz。
还有高频变压器的漏感也会产生高频干扰。
这些噪声一般叫做高频纹波噪声,幅值通常要比纹波大得多。
图2 开关纹波和高频噪声如假设输出整流电容Cf有限,实际电容也有损耗,流进电容的电流ics是脉动的,使Vo脉动,形成纹波电压。
假定D为占空比、L为储能电感、C为滤波电容、fs为开关频率,则常用的4种基本类型变换器的输出纹波电压列于表2。
表2 高频纹波电压从表2可以看出,通常高频的输出噪声,大小与开关电源的频率和输出滤波器有关。
电源的开关频率越高,电感和电容值越大,则输出纹波越小。
②共模噪声。
功率器件与散热器底板和变压器原边与副边之间存在寄生电容,导线存在寄生电感,因此当电压作用于功率器件时,导致开关电源的输出端产生共模纹波嗓声。
③开关器件产生的噪声。
随着开关的开启和关闭的切换,电感L中的电流也是在输出电流的有效值上下波动。
所以在输出端也会出现一个与开关同频率的纹波。
④调节控制环路引起的纹波噪声。
实际电路中控制环路要有时间响应,不能做到线性调节,故输出电压瞬间会忽高忽低,甚至有可能造成电源系统的振荡,由此产生了纹波噪声。
2.2 纹波电压危害在调试产品时会遇到以下这些现象:喇叭或听筒发生嗡嗡的杂音,这可能是音频范围内的类似正弦波的纹波信号推动喇叭的纸盆或话机的听筒而形成杂音;调试信号放大系统时,能看到纹波电压对放大信号产生调制,形成杂波;如果电视图像的背景上有细横条向上或向下滚动,可能是由激励器中调制、校正等中频单元的供电电源纹波过大引起。
以上现象都可能是纹波在捣乱。
纹波电压高了,有可能使电子产品产生谐波、调制等,干扰正常的工作状态;导致电源效率降低;影响数字电路的逻辑关系;干扰信号的正常传递等等。
较强的纹波会产生浪涌电压或电流,有可能烧毁用电设备。
要使纹波足够小,必须准确地测出纹波的大小。
3 电源纹波测量电源纹波的测量分两大类,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(20±5)℃的室内进行,湿度应小于80%,周围对测量有影响的机械震动及电磁干扰应减到最小,标准仪器与被检电源应在以上的检定环境下放置24h以上。
对纯电源来讲,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。
除选低噪声的纯阻性负载或电子负载外,还要选择对应的测量标准。
不同的标准会有不同的测量结果。
纹波电压可以用绝对量,也可以用相对量来表示。
纹波电压幅度与直流电压幅度之比称为电源的纹波系数,常用对数方式表示。
例如一个电源工作在稳压状态,其输出为10V/1A,测得纹波的有效值为10mV,这10mV就是纹波的绝对量。
而相对量即纹波系数=纹波电压/输出电压=10mv/10V=0.1%,即等于千分之一。
电源纹波的测量可以用毫伏表或示波器。
3.1 示波器测量电源纹波目前常用示波器来测量电源纹波,除了可测量纹波的各种电压值,还可以看到波形。
如使用数字示波器,注意存储深度和干扰,否则可能造成无法正确的测量。
可以用模拟示波器,泰克公司生产的示波器有专门配备的电源纹波测量软件。
用示波器对电源纹波测量的连线方式有以下几种: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,地线环直接接触负输出的管脚,这样从示波器中读出的峰峰值为输出线上的纹波与噪声,如图3。
图3 靠测法直连法将地线环直接与负输出管脚连接,利用探头接地环进行输出端测试,如图4。
图4 直测法绞连法输出管脚接双绞线后接电容,在电容两端用示波器测量。
在用以上方法连接测量时要注意:首先,根据要求规定示波器测量纹波的带宽上限,以避免拾取超出纹波带宽上限的高频噪声,一般带宽上限设为20MHz,为了滤除叠加的直流电压,采用AC耦合输入方式;其次,摘掉探针的“帽子”,直接用探头的屏蔽地和信号输出地连接,减短长接地引线形成的天线;为减小探头感应的影响,多数情况下都采用在探头接入点的位置并联小电解电容和瓷片电容,并联电容可以减少外界干扰信号进入示波器,也可以将一段短线绕在探针接地引线周围,并使之与电源地相连接。
这样做的好处是缩短暴露在电源附近高强度电磁辐射中的探针长度,从而进一步减少高频拾取。
此外,把示波器引线绕在铁芯上可减小共模电流,因为这样会形成一个不影响差分电压测量、但可降低由共模电流产生的测量误差的共模电感,在隔离电源中,真正的共模电流是由在探针接地引线中流动的电流产生的,这就使得在电源地和示波器地之间产生电压降,表现为纹波。
3.2 交流毫伏表测量电源纹波用交流毫伏表来测量纹波电压,是因为毫伏表只对交流电压响应,并且灵敏度高,可测量很小的交流电压,而纹波往往是比较小的交流电压。
毫伏表可直接读出纹波电压的有效值、峰值和平均值。
但结果与毫伏表的频响有关,在使用交流数字电压表时,要注意其频响范围,不同范围会有不同的测量结果。
4 电源纹波抑制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。
但如果能有针对的采取措施可能会起到事半功倍的效果。
4.1 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。
4.2 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。
4.3 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。
4.4 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。
(3)低噪声低压差线性调节器(LDO)。
电源输出端接LDO滤波,这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,但成本很高,功耗较大。
4.5 PCB 设计开关电源的PCB设计非常重要,PCB分布参数会导致调整误差或滤波效率变差,严重时甚至可能导致自激(一般在特定的负载下发生)。
原则是取样回路和滤波回路要尽量贴近开关电源IC,PCB走线不可太长、太细。
5 结语电源几乎对于每种电子产品都必不可少,电源的性能对一个大型系统产生重要的影响。
要确保高可靠性、稳定性、兼容性、安全性,测量是唯一的办法。
通过有效的测量和分析,才能保证得到理想的产品。