對(duì)于開(kāi)關(guān)電源紋波，在電源行業(yè)中，可能很多人還是會(huì)忽略其存在，但是對(duì)于研發(fā)人員來(lái)說(shuō)，要設(shè)計(jì)出一款品質(zhì)優(yōu)良的開(kāi)關(guān)電源，對(duì)紋波的抑制和減少的方法還是要掌握下的。紋波在理論上和實(shí)際上都是必定存在的。通常有五種方法可以抑制或減少。
1、增大電感和輸出容量的濾波器
根據(jù)
開(kāi)關(guān)電源方式，電感的電流變動(dòng)幅度和電感值成反比，輸出紋波和輸出電容值成反比。當(dāng)增大電感值和輸出電容值時(shí)，可以減小紋波。類似地，輸出紋波和輸出容量之間的關(guān)系: vripple=Imax/(Co×f )。可以看出，當(dāng)增大輸出電容值時(shí)，可以減小紋波。
在通常的做法中，輸出電容器使用鋁電解電容器，達(dá)到了大容量的目的。但是，由于電解電容器沒(méi)有抑制高頻噪聲的效果，ESR也很大，因此在其旁邊并聯(lián)連接陶瓷電容器來(lái)彌補(bǔ)鋁電解電容器的不足。其它，在開(kāi)關(guān)電源動(dòng)作的期間，輸入端的電壓Vin不變化，但是電流通過(guò)開(kāi)關(guān)而變化。此時(shí)，輸入電源無(wú)法供給電流，但通常在電流輸入端子( BucK型例中為SWITcH附近)附近連接并聯(lián)電容器來(lái)供給電流。
這種做法只限于減少紋波。通過(guò)體積限制，電感器的輸出容量不會(huì)在某種程度上變大，在減小紋波時(shí)若增大無(wú)效的開(kāi)關(guān)頻率，則開(kāi)關(guān)損耗變大。因此，在要求嚴(yán)格的情況下，這種方法不太好。
2、二次濾波器是指進(jìn)一步追加LC濾波器
雖然已知LC濾波器對(duì)噪聲紋波的抑制作用，但是只要根據(jù)除去的紋波的頻率選擇適當(dāng)?shù)碾姼须娙輥?lái)配置濾波器電路，通常可以降低紋波。將采樣點(diǎn)選擇為L(zhǎng)C濾波前( Pa )時(shí)，輸出電壓會(huì)下降。任何電感都有直流電阻，因此有電流輸出時(shí)，電感會(huì)產(chǎn)生電壓下降，電源的輸出電壓下降。而且，該電壓降隨輸出電流而變化。
在采樣點(diǎn)選擇LC濾波器后( Pb )，輸出電壓變?yōu)槲覀円蟮碾妷骸５牵襁@樣在電源系統(tǒng)內(nèi)部導(dǎo)入電感器和電容器的話，系統(tǒng)有可能變得不穩(wěn)定。
3、切換電源輸出后，連接LDO濾波器
以最有效地減少噪聲的方式，保持紋波的輸出電壓恒定是不需要改變傳統(tǒng)的反饋系統(tǒng)、成本最高和功耗最高的方法。LDO具有噪聲抑制比。減少紋波，開(kāi)關(guān)電源的PCB接線也很重要，是特別棘手的問(wèn)題。采納專用開(kāi)關(guān)電源PCB的技術(shù)人員，由于高頻的高振幅值大于高頻噪聲，所以后級(jí)的濾波具有肯定作用，但是效果不顯著。在這方面有專業(yè)的研究，簡(jiǎn)單的方法是在二極管上并聯(lián)連接電容器c、RC或串聯(lián)電感。
4、在二極管上并聯(lián)連接電容器c或RC
二極管高速通斷時(shí)，考慮寄生參數(shù)。在二極管的反向恢復(fù)期間中，等效電感和等效電容成為RC振蕩器，產(chǎn)生高頻振蕩。為了抑制這樣的高頻振蕩，需要在二極管的兩端并聯(lián)連接電容器c或RC緩沖網(wǎng)絡(luò)。電阻一般為10Ω-100Ω，電容器為4.7pF-2.2nF。
必須通過(guò)重復(fù)測(cè)試來(lái)確定和二極管并聯(lián)連接的電容器c或RC的值。 做出不恰當(dāng)?shù)倪x擇反而會(huì)引起很大的振動(dòng)。如果對(duì)高頻噪聲要求嚴(yán)格，可以采納軟開(kāi)關(guān)技術(shù)。
5、二極管后置電感( EMI濾波器)
這也是抑制高頻噪聲的常用方法。通過(guò)為不產(chǎn)生噪聲的頻率選擇適當(dāng)?shù)碾姼性梢灶愃频赜行У匾种圃肼暋?/div>
總結(jié)：以上是開(kāi)關(guān)電源紋波的總結(jié)內(nèi)容，如果能加上波形就更好了。 關(guān)于噪聲抑制，實(shí)際上并不肯定需要全部的應(yīng)用，根據(jù)自己的設(shè)計(jì)要求，例如產(chǎn)品的體積、成本、開(kāi)發(fā)周期等，選擇合適的方法是很重要的。
