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如何抑制开关电源纹波的产生

来源:    编辑:    发布时间:2021-02-16 06:48:49    浏览量:

开关电源纹波的产生

大家最终的目的是要把输出纹波降低到可以忍受的程度,达到这个目的最根本的解决方法就是要尽量避免纹波的产生,首先要清楚开关电源纹波的种类和产生原因。

随着SWITCH的开关,电感L中的电流也是在输出电流的有效值上下波动的。

所以在输出端也会出现一个与SWITCH同频率的纹波,一般所说的纹波就是指这个。

它与输出电容的容量和ESR有关系。

这个纹波的频率与开关电源相同,为几十到几百KHz。

另外,SWITCH一般选用双极性晶体管或者MOSFET,不管是哪种,在其导通和截止的时候,都会有一个上升时间和下降时间。

这时候在电路中就会出现一个与SWITCH上升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D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。

这两种噪声一般叫做高频噪声,幅值通常要比纹波大得多。

如果是AC/DC变换器,除了上述两种纹波(噪声)以外,还有AC噪声,频率是输入AC电源的频率,为50~60Hz左右。

还有一种共模噪声,是由于很多开关电源的功率器件使用外壳作为散热器,产生的等效电容导致的。

因为本人是做汽车电子研发的,对于后两种噪声接触较少,所以暂不考虑。

开关电源纹波的测量

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先容说,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。

可能不同的企业有不同的测试方法。

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。

泰克企业有专门分开测量上述两种纹波(噪声)的App,可以看一下参考资料5。

同样,关于示波器的接地,电源测试的相关常识,也可以看一下。

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