紋波是電源的核心指標(biāo),如何降低電源的紋波噪聲是大多數(shù)用戶都關(guān)心的問(wèn)題,一方面是從電源設(shè)計(jì)、外部電路做方案改進(jìn),另一方面則要有一個(gè)更準(zhǔn)確更合適的測(cè)試紋波噪聲的方法。
電源紋波對(duì)電源模塊和芯片有著極其重要的作用,過(guò)大的紋波會(huì)直接導(dǎo)致電源模塊工作效率降低,影響電源模塊的轉(zhuǎn)換功能,甚至?xí)斐衫擞繘_擊傷害,使電源模塊直接損壞。
紋波(ripple)的定義是指在直流電壓或電流中,疊加在直流穩(wěn)定量上的交流分量。
紋波電流(Ripple Current)是指在直流電源中,由于整流器和濾波器的不完美,使得直流電流中存在周期性的波動(dòng)。這種波動(dòng)通常表現(xiàn)為交流成分,但其頻率和幅度通常較低。
開關(guān)電源的輸出并不是真正恒定的,輸出存在著周期性的抖動(dòng),這些抖動(dòng)看上去就和水紋一樣,稱為紋波。紋波可以是電壓波紋或電流紋波。
那么模塊的紋波噪聲該如何降低?普科科技從紋波噪聲的波形、測(cè)試方式、模塊設(shè)計(jì)及應(yīng)用的角度出發(fā),闡述幾種有效降低輸出紋波噪聲的方法。
開關(guān)電源紋波與負(fù)載的關(guān)系是一個(gè)復(fù)雜且重要的問(wèn)題。在本文中,我們將詳細(xì)探討開關(guān)電源紋波的產(chǎn)生、影響以及與負(fù)載之間的關(guān)系。
要有效降低開關(guān)電源輸出紋波我們首先得有個(gè)比較靠譜的測(cè)試方法,不能是由于測(cè)試方法的問(wèn)題而導(dǎo)致的假波形是整改不好的。
開關(guān)電源的紋波和噪聲是一個(gè)本質(zhì)問(wèn)題,換而言之無(wú)論紋波和噪聲多么小,也無(wú)法從根本上去除,再絕對(duì)的講開關(guān)電源無(wú)論成本怎么提高,也無(wú)法完全達(dá)到線性電源的性能和特點(diǎn)。
每種 PWM DAC 設(shè)計(jì)都需要模擬濾波,以將所需的 PWM 占空比比例直流分量與不需要的交流紋波分離。其中最簡(jiǎn)單的是基本 RC 低通濾波器,它給出峰峰值紋波幅度(最壞情況為 50% PWM 占空比,其中 T PWM = PWM 周期時(shí)間,假設(shè) RC > T PWM):
紋波主要在五個(gè)方面:輸入低頻紋波、高頻紋波、寄生引起的共模紋波噪聲、功率器件開關(guān)過(guò)程中產(chǎn)生的超高頻諧振噪聲和閉環(huán)調(diào)節(jié)控制引起的紋波噪聲。
現(xiàn)實(shí)中的電壓和電流并不是完全穩(wěn)定的一條直線,而是疊加有很多的波動(dòng),并且這些波動(dòng)的頻率是固定的,把這些波動(dòng)叫做紋波。
在應(yīng)用 常見的問(wèn)題中,降低負(fù)載端的 是大多數(shù)用戶都關(guān)心的。下文結(jié)合紋波噪聲的波形、測(cè)試方式,從 及外圍電路的角度出發(fā),闡述幾種有效降低輸出紋波噪聲的方法。
我們最終的目的是要把輸出紋波降低到可以忍受的程度,達(dá)到這個(gè)目的最根本的解決方法就是要盡量避免紋波的產(chǎn)生,首先要清楚開關(guān)電源紋波的種類和產(chǎn)生原因。
之前我的一個(gè)設(shè)計(jì)理念其中展示了一種消除 PWM 輸出紋波的簡(jiǎn)單技巧。它采用普通 PWM 信號(hào)與其交流耦合反相的被動(dòng)求和,從而顯著衰減不需要的交流(紋波)分量,而不會(huì)影響所需的直流分量。
電源工程師都知道,開關(guān)電源在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生多種紋波噪聲,對(duì)電路性能和穩(wěn)定性產(chǎn)生一定影響,所以要針對(duì)各種紋波噪聲采取合理的措施來(lái)解決,那么如何做?
DC/DC電源電路具有功耗低,功率高的優(yōu)點(diǎn),但同時(shí)由于DC/DC電路轉(zhuǎn)換通過(guò)開關(guān)方式完成,造成不可避免的噪聲引入,具體為電源電路的紋波和噪
紋波是疊加在直流信號(hào)上的交流干擾信號(hào),是電源測(cè)試中的一個(gè)很重要的標(biāo)準(zhǔn)。尤其是作特殊用途的電源,如激光器電源,紋波則是其致命要害之一。所以,電源紋波的測(cè)試就顯得極為重要。
實(shí)驗(yàn)通過(guò)光耦實(shí)現(xiàn)輸出和輸入的隔離,不僅提高了電源的效率,簡(jiǎn)化了外圍電路,也降低了電源的成本和體積,使電源具有輸出電壓穩(wěn)定,紋波小等優(yōu)點(diǎn)。
在應(yīng)用電源模塊常見的問(wèn)題中,降低負(fù)載端的紋波噪聲是大多數(shù)用戶都關(guān)心的。下文結(jié)合紋波噪聲的波形、測(cè)試方式,從電源設(shè)計(jì)及外圍電路的角度出發(fā),闡述幾種有效降低輸出紋波噪聲的方法。