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降低開關(guān)電源輸出紋波的測量與抑制解決方案


時間:2018-01-12 作者:
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上面這種做法對減小紋波的作用是有限的。因為體積限制,電感不會做的很大;輸出電容增加到一定程度,對減小紋波就沒有明顯的效果了;增加開關(guān)頻率,又會增加開關(guān)損失。所以在要求比較嚴(yán)格時,這種方法并不是很好。

關(guān)于開關(guān)電源的原理等,可以參考各類開關(guān)電源設(shè)計手冊。

2.二級濾波,就是再加一級LC濾波器

LC濾波器對噪紋波的抑制作用比較明顯,根據(jù)要除去的紋波頻率選擇合適的電感電容構(gòu)成濾波電路,一般能夠很好的減小紋波。

但是,這種情況下需要考慮反饋比較電壓的采樣點。(如下圖所示)



采樣點選在LC濾波器之前(Pa),輸出電壓會降低。因為任何電感都有一個直流電阻,當(dāng)有電流輸出時,在電感上會有壓降產(chǎn)生,導(dǎo)致電源的輸出電壓降低。而且這個壓降是隨輸出電流變化的。

采樣點選在LC濾波器之后(Pb),這樣輸出電壓就是我們所希望得到的電壓。但是這樣在電源系統(tǒng)內(nèi)部引入了一個電感和一個電容,有可能會導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。關(guān)于系統(tǒng)穩(wěn)定,很多資料有介紹,這里不詳細(xì)寫了。

3.開關(guān)電源輸出之后,接LDO濾波

這是減少紋波和噪聲最有效的辦法,輸出電壓恒定,不需要改變原有的反饋系統(tǒng),但也是成本最高,功耗最高的辦法。

任何一款LDO都有一項指標(biāo):噪音抑制比。是一條頻率-dB曲線,如下圖LT3024的曲線。



經(jīng)過LDO之后,開關(guān)紋波一般在10mV以下。

下圖是LDO前后的紋波對比:



對比曲線上圖的曲線和左圖的波形,可以看出對幾百KHz的開關(guān)紋波,LDO的抑制效果非常好。但在高頻范圍內(nèi),該LDO的效果就不那么理想了。

對減小紋波。開關(guān)電源的PCB布線也非常關(guān)鍵,這是個很赫手的問題。對于高頻噪聲,由于頻率高幅值較大,后級濾波雖然有一定作用,但效果不明顯。這方面有專門的研究,簡單的做法是在二極管上并電容C或RC,或串聯(lián)電感。

4.在二極管上并電容C或RC


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