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行業(yè)技術(shù)分享:開關(guān)電源紋波的產(chǎn)生以及抑制

作者: 時間:2014-01-23 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

的產(chǎn)生

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/226686.htm

我們最終的目的是要把輸出降低到可以忍受的程度,達到這個目的最根本的解決方法就是要盡量避免的產(chǎn)生,首先要清楚紋波的種類和產(chǎn)生原因。


行業(yè)技術(shù)分享:開關(guān)電源紋波的產(chǎn)生以及抑制

中最簡單的拓撲結(jié)構(gòu)-buck降壓型電源


隨著SWITCH的開關(guān),電感L中的電流也是在輸出電流的有效值上下波動的。所以在輸出端也會出現(xiàn)一個與SWITCH同頻率的紋波,一般所說的紋波就是指這個。它與輸出電容的容量和ESR有關(guān)系。這個紋波的頻率與開關(guān)電源相同,為幾十到幾百KHz。

另外,SWITCH一般選用雙極性晶體管或者MOSFET,不管是哪種,在其導(dǎo)通和截止的時候,都會有一個上升時間和下降時間。這時候在電路中就會出現(xiàn)一個與SWITCH上升下降時間的頻率相同或者奇數(shù)倍頻的噪聲,一般為幾十MHz。同樣二極管D在反向恢復(fù)瞬間,其等效電路為電阻電容和電感的串聯(lián),會引起諧振,產(chǎn)生的噪聲頻率也為幾十MHz。這兩種噪聲一般叫做高頻噪聲,幅值通常要比紋波大得多。


行業(yè)技術(shù)分享:開關(guān)電源紋波的產(chǎn)生以及抑制

如果是AC/DC變換器,除了上述兩種紋波(噪聲)以外,還有AC噪聲,頻率是輸入AC電源的頻率,為50~60Hz左右。還有一種共模噪聲,是由于很多開關(guān)電源的功率器件使用外殼作為散熱器,產(chǎn)生的等效電容導(dǎo)致的。


開關(guān)電源紋波的測量

基本要求:

使用示波器AC耦合;20MHz帶寬限制;拔掉探頭的地線

1、AC耦合是去掉疊加的直流電壓,得到準確的波形。

2、打開20MHz帶寬限制是防止高頻噪聲的干擾,防止測出錯誤的結(jié)果。因為高頻成分幅值較大,測量的時候應(yīng)除去。

3、拔掉示波器探頭的接地夾,使用接地環(huán)測量,是為了減少干擾。很多部門沒有接地環(huán),如果誤差允許也直接用探頭的接地夾測量。但在判斷是否合格時要考慮這個因素。

還有一點是要使用50Ω終端。橫河示波器的資料上介紹說,50Ω模塊是除去DC成分,精確測量AC成分。但是很少有示波器配這種專門的探頭,大多數(shù)情況是使用標配100KΩ到10MΩ的探頭測量,影響暫時不清楚。

上面是測量開關(guān)紋波時基本的注意事項。如果示波器探頭不是直接接觸輸出點,應(yīng)該用雙絞線,或者50Ω同軸電纜方式測量。

在測量高頻噪聲時,使用示波器的全通帶,一般為幾百兆到GHz級別。其他與上述相同??赡懿煌墓居胁煌臏y試方法。歸根到底第一要清楚自己的測試結(jié)果。第二要得到客戶認可,

關(guān)于示波器:

有些數(shù)字示波器因為干擾和存儲深度的原因,無法正確的測量出紋波。這時應(yīng)更換示波器。這方面有時候雖然老的模擬示波器帶寬只有幾十兆,但表現(xiàn)要比數(shù)字示波器好。

泰克公司有專門分開測量上述兩種紋波(噪聲)的軟件。同樣,關(guān)于示波器的接地,電源測試的相關(guān)知識,也可以看一下。開關(guān)電源紋波的抑制

對于開關(guān)紋波,理論上和實際上都是一定存在的。通常抑制或減少它的做法有三種:

1、加大電感和輸出電容濾波

根據(jù)開關(guān)電源的公式,電感內(nèi)電流波動大小和電感值成反比,輸出紋波和輸出電容值成反比。所以加大電感值和輸出電容值可以減小紋波


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