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开关电源纹波产生以及抑制的方法

作者:时间:2012-09-14来源:网络收藏

采样点选在LC滤波器之后(Pb),这样输出电压就是我们所希望得到的电压。但是这样在电源系统内部引入了一个电感和一个电容,有可能会导致系统不稳定。关于系统稳定,很多资料有介绍,这里不详细写了。

3,输出之后,接LDO滤波

这是减少纹波和噪声最有效的办法,输出电压恒定,不需要改变原有的反馈系统,但也是成本最高,功耗最高的办法。

任何一款LDO都有一项指标:噪音比。是一条频率-dB曲线,如右图是凌特公司LT3024的曲线。

开关电源纹波的产生与抑制   www.21ic.com

经过LDO之后,开关纹波一般在10mV以下。

下图是LDO前后的纹波对比:

开关电源纹波的产生与抑制   www.21ic.com

对比曲线上图的曲线和左图的波形,可以看出对几百KHz的开关纹波,LDO的效果非常好。但在高频范围内,该LDO的效果就不那么理想了。

对减小纹波。的PCB布线也非常关键,这是个很赫手的问题。有专门的PCB 工程师,简单的可以参考美国国半公司的AN1229:SIMPLE SWITCHER PCB Layout Guidelines, (网上有翻译的中文摘要)

对于高频噪声,由于频率高幅值较大,后级滤波虽然有一定作用,但效果不明显。这方面有专门的研究,简单的做法是在二极管上并电容C或RC,或串联电感。

4,在二极管上并电容C或RC

开关电源纹波的产生与抑制   www.21ic.com

左图是实际用二极管的等效电路。二极管高速导通截止时,要考虑寄生参数。在二极管反向恢复期间,等效电感和等效电容成为一个RC振荡器,高频振荡。为了这种高频振荡,需在二极管两端并联电容C或RC缓冲网络。电阻一般取10Ω-100 Ω,电容取4.7pF-2.2nF。

详细的解释可参考资料1和2。

在二极管上并联的电容C或者RC,其取值要经过反复试验才能确定。如果选用不当,反而会造成更严重的振荡。

对高频噪声要求严格的话,可以采用软开关技术。关于软开关,有很多书专门介绍。

5,二极管后接电感(EMI滤波)

这也是常用的抑制高频噪声的。针对噪声的频率,选择合适的电感元件,同样能够有效地抑制噪声。需要注意的是,电感的额定电流要满足实际的要求。比较简单的做法,不再详细解释。

小结

以上是关于开关电源纹波,总结的一些内容,如果能加些波形就更好了。虽然可能不太全,但对一般的应用已经足够了。关于噪声抑制,实际中并不一定全部应用,重要的是根据自己的设计要求,比如产品体积,成本,开发周期等,选择合适的


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