如何降低电源纹波噪声的分析与应用共26页
开关电源工作时，如何抑制纹波和减小高频噪声？
开关电源工作时，如何抑制纹波和减小高频噪声？
开关电源通过高频化的能量变换获得较高的能量转换效率，工作频率一般是几十KHz到上百KHz。
相对于线性电源，开关电源工作时的高频噪声是比较多的，纹波系数也相对较高，需要设计合适的滤波电路来抑制纹波和消除高频噪声。
电容滤波
在电源电路中，电容滤波是必不可少的。
在开关电源电路中，滤波电容的选择显得特别重要，特别是输出端的滤波电容。
由于工作频率较高，需要考虑电容的阻抗和频率特性，滤波电容容量并不是越大越好。
因为电源的频率提高后，电容值会急剧下降，所以选择滤波电容的时候我们需要考虑电容的ESR（等效串联阻抗）。
需要尽量使用ESR值小的滤波电容。
电容需要在工作频率内有较低的等效阻抗才会有良好的滤波效果。
选择电容时需要考虑开关电源的工作频率，输出电压，输出电流，电容容值大小可以参考前辈们的计算公式：C>0.289/{f×（U/I）× ACv}，ACv是纹波系数，单位是%。
LC滤波
电感有着通直流隔交流的特性，加入滤波电感对消除高频噪声有着非常好的效果。
电容和电感组合在一起使用效果更好。
如果有必要，我们还可以加入二级的LC滤波电路。
使用滤波电感时，需要根据开关电源的功率选择适当的功率电感。
LDO滤波
LDO（低压差线性稳压器）有一项噪声抑制比的指示，也有着很好的滤波效果，加入LDO后，纹波系数会大幅的降低，对抑制纹波和消除高频噪声非常有效。
电源噪声干扰情况原因分析及消噪方法解决
图 3 组合滤波器电路 根据要求插入损耗，可求出滤波电路的ＬＣＭ、ＬＤＭ、Ｃx、Ｃy 的值。如果 单环电路的插入损耗不能满足要求时，应该选择双环电路。 4.2.3 交流三相滤波电路 交流三相滤波电路又分为三相三线制和三相四线制两种。 典型的单环三相三线制滤波电路如图４所示；典型的双环三相三线制滤波电路 如图５所示。
图８直流滤波电路 显然，这是一个共模扼流圈的典型单环滤波电路。根据电路特点，它只适用于 直流输出端对地对称的电源电路。 如果直流输出是非对地对称电路，则只能采用图９所示的电路。该电路为采用 二级差模电感电路。如果插入损耗允许，当然也可采用一级差模电感电路。
图９二级 π 型滤波器 4.2 AC 电网常用 EMI 滤波器 4.2.1 差模滤波电路 由于开关电源的开关频率谐波噪声源阻抗为低阻抗，所以与之相对应的滤波器 输出端应是高阻抗串联大电感ＬＤＭ。 ＡＣ电网火线和零线之间是低阻抗，所以与之对应的滤波器输入端也应是高阻 抗串联大电感ＬＤＭ。如果想再进一步抑制差模噪声，可以在滤波器输入端并 接线间电容ＣＸ１，条件是它的阻抗要比ＡＣ电网火线、零线之间的阻抗还要 低得多。 开关电源工频谐波噪声源阻抗是高阻抗，所以与之相对应的滤波器输出端应是 低阻抗并联大电容ＣＸ２。
可以从持续期很短的尖峰干扰到完全失电之间进行变化。其中也包括电压变化、 频率变化、波形失真、持续噪声或杂波以及瞬变等，电源干扰的类型如下表所 示。[/B] 表 1-1 开关电源外部干扰类型表 序号 干扰类型 典型的起因 1 跌落 雷击；重载接通；电网电压低下 2 失电 恶劣的气候；变压器故障；其他原因的故障 3 频率偏移 发电机不稳定；区域性电网故障 4 电气噪声 雷达；无线电讯号；电力公司和工业设备的飞弧；转换器和逆变器 5 浪涌 突然减轻负载；变压器的抽头不恰当 6 谐波失真 整流；开关负载；开关型电源；调速驱动 7 瞬变 雷击；电源线负载设备切换；功率因素补偿电容切换；空载电动机的断开 在表 1-1 中的几种干扰中，能够通过电源进行传输并造成设备的破坏或影响其工 作的主要是电快速瞬变脉冲群和浪涌冲击波，而静电放电等干扰只要电源设备 本身不产生停振、输出电压跌落等现象，就不会造成因电源引起的对用电设备 的影响。[/B] 三.抑制干扰的一些措施抑制电磁干扰应该从骚扰源、传播途径和受扰设备人手。 首先应该抑制骚扰源，直接消除干扰原因；其次是消除骚扰源和受扰设备之间 的耦合和辐射，切断电磁干扰的传播途径；第三是提高受扰设备的抗扰能力， 减低其对噪声的敏感度。常用的方法是屏蔽、接地和滤波。 3.1 屏蔽采用屏蔽技术可以有效地抑制开关电源的电磁辐射干扰，即用电导率良 好的材料对电场进行屏蔽，用磁导率高的材料对磁场进行屏蔽。 3.2 接地所谓接地，就是在两点间建立传导通路，以便将电子设备或元器件连接 到某些叫作“地” 的参考点上。接地是开关电源设备抑制电磁干扰的重要方法， 电源某些部分与大地相连可以起到抑制干扰的作用。在电路系统设计中应遵循 “一点接地”的原则，如果形成多点接地，会出现闭合的接地环路，当磁力线穿过 该环路时将产生磁感应噪声。实际上很难实现“一点接地”，因此，为降低接地阻 抗，消除分布电容的影响而采取平面式或多点接地，利用一个导电平面作为参
抑制开关电源纹波的5种方法
LC滤波器对噪纹波的抑制作 用比较明显，根据要除去的纹波 频率选择合适的电感电容构成滤 波电路，一般能够很好的减小纹 波。
采样点选在LC滤波器之前 （Pa），输出电压会降低。因为 任何电感都有一个直流电阻，当 有电流输出时，在电感上会有压 降产生，导致电源的输出电压降 低。而且这个压降是随输出电流 变化的。
抑制开关电源纹波的5种方法
对于开关纹波，理论上和实际上 都是一定存在的。通常抑制或减 少它的做法有5种：
（1）加大电感和输出电容 滤波
根据开关电源的公式，电感 内电流波动大小和电感值成反比， 输出纹波和输出电容值成反比。 所以加大电感值和输出电容值可 以减小纹波。
同样，输出纹波与输出电容 的关系：vripple=Imax/（Co×f）。 可以看出，加大输出电容值可以 减小纹波。
为了抑制这种高频振荡，需在二 极管两端并联电容C或RC缓冲网络。 电阻一般取10Ω-100Ω，电容取 4.7pF-2.2nF。
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。
对减小纹波。开关电源的PCB 布线也非常关键，这是个很赫手 的问题。有专门的开关电源PCB工 程师，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
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，产生高频振荡。
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。关于系统稳定，很多资料 有介绍，这里不详细写了。
纹波噪声和降低EMI的措施
开关电源（包括AC/DC转换器、DC/DC转换器、AC/DC模块和DC/DC模块）与线性电源相比较，最突出的优点是转换效率高，一般可达80%～85%，高的可达90%～97%；其次，开关电源采用高频变压器替代了笨重的工频变压器，不仅重量减轻，体积也减小了，因此应用范围越来越广。
但开关电源的缺点是由于其开关管工作于高频开关状态，输出的纹波和噪声电压较大，一般为输出电压的1%左右（低的为输出电压的0.5%左右），最好产品的纹波和噪声电压也有几十mV；而线性电源的调整管工作于线性状态，无纹波电压，输出的噪声电压也较小，其单位是μV。
本文简单地介绍开关电源产生纹波和噪声的原因和测量方法、测量装置、测量标准及减小纹波和噪声的措施。
纹波和噪声产生的原因开关电源输出的不是纯正的直流电压，里面有些交流成分，这就是纹波和噪声造成的。
纹波是输出直流电压的波动，与开关电源的开关动作有关。
每一个开、关过程，电能从输入端被“泵到”输出端，形成一个充电和放电的过程，从而造成输出电压的波动，波动频率与开关的频率相同。
纹波电压是纹波的波峰与波谷之间的峰峰值，其大小与开关电源的输入电容和输出电容的容量及品质有关。
噪声的产生原因有两种，一种是开关电源自身产生的；另一种是外界电磁场的干扰（EMI），它能通过辐射进入开关电源或者通过电源线输入开关电源。
开关电源自身产生的噪声是一种高频的脉冲串，由发生在开关导通与截止瞬间产生的尖脉冲所造成，也称为开关噪声。
噪声脉冲串的频率比开关频率高得多，噪声电压是其峰峰值。
噪声电压的振幅很大程度上与开关电源的拓扑、电路中的寄生状态及PCB的设计有关。
利用示波器可以看到纹波和噪声的波形，如图1所示。
纹波的频率与开关管频率相同，而噪声的频率是开关管的两倍。
纹波电压的峰峰值和噪声电压的峰峰值之和就是纹波和噪声电压，其单位是mVp-p。
图1 纹波和噪声的波形纹波和噪声的测量方法纹波和噪声电压是开关电源的主要性能参数之一，因此如何精准测量是一个十分重要问题。
直流稳压电源实验中的电源纹波噪声与滤波技术优化
直流稳压电源实验中的电源纹波噪声与滤波技术优化直流稳压电源在电子系统中起到了至关重要的作用。
然而，电源纹波噪声是一个无法避免的问题，它会对电路的性能产生负面影响。
为了提高电源的质量，我们需要采取适当的滤波技术来降低纹波噪声。
本文将介绍直流稳压电源实验中的电源纹波噪声问题，并探讨滤波技术的优化方法。
一、电源纹波噪声的定义与评估电源纹波噪声是指直流电源输出端波形的变化或噪声。
它通常由电源电压中存在的交流成分引起。
电源纹波噪声的大小可以通过纹波电压幅度来衡量。
在直流稳压电源实验中，我们常常使用示波器来观测电源输出端的波形。
通过示波器的测量结果，我们可以获得电源的纹波噪声数据。
通常情况下，电源纹波噪声的要求是越低越好，一般要求在几毫伏以下。
二、电源纹波噪声的影响电源纹波噪声会对电子系统的性能产生负面影响。
首先，它可能导致信号干扰，使得系统的信号质量下降。
其次，纹波噪声还可能影响系统的稳定性，并可能引起系统的震荡。
此外，纹波噪声还可能对系统的灵敏度产生不利影响。
三、滤波技术的优化为了降低电源纹波噪声，我们需要采取适当的滤波技术。
以下是几种常见的优化方法：1.电容滤波电容滤波是一种常见且简单的滤波技术。
它利用电容器的充电和放电特性来降低纹波噪声。
通过将电容器连接到电源输出端，可以减少电源纹波噪声的幅度。
2.电感滤波电感滤波是通过电感器来滤除电源纹波噪声的一种方法。
电感器具有对高频信号的阻抗特性，可以将高频噪声滤除。
通过将电感器连接到电源输出端，并与电容器结合使用，可以有效地降低纹波噪声。
3.多级滤波多级滤波是一种综合利用多种滤波技术来降低纹波噪声的方法。
通过串联连接多个不同的滤波器，可以进一步提高滤波效果。
4.稳压电路设计优化除了传统的滤波技术外，优化稳压电路的设计也可以降低电源纹波噪声。
例如，在电源输出端添加电阻来降低纹波噪声，或者更换更稳定的电源元件。
四、总结直流稳压电源实验中的电源纹波噪声是一个需要关注的问题。
如何降低电源纹波
纹波的主要分类--闭环调节控制引起的纹波噪声
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4.5闭环调节控制引起的纹波噪声 b、合理选择闭环调节器的开环放大倍数和闭环调节器的参数，开环放大倍数 过大有时会引起调节器的振荡或自激，使输出纹彼含量增加，过小的开环放 大倍数使输出电压稳定性变差及纹波含量增加.所以调节器的开环放大倍数 及闭环调节器的参数要合理选取，调试中要根据负载状况进行调节，以获得 足够的环路稳定裕量。 c、在反馈通道中不增加纯滞后滤波环节.使延时滞后降到最小.以增加闭环调 节的快速性和及时性，对抑制输出电压纹波是有益的。
纹波的主要分类--闭环调节控制引起的纹波噪声
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4.5 闭环调节控制引起的纹波噪声 此纹波可通过以下方法进行抑制： a、在调节器输出增加对地的补偿网络，调节器的补偿可抑制调节器自激引起 的纹波增大。
例如： CCM模式的反激变换器控制至输出传递函数之间有一个右半平面的零点，当 占空比开始变化时(占空比增加时)，输出将会先向相反的方向变化(电源输 出电流减小)，易引起电路的振荡。
纹波的主要分类--功率器件开关过程中产生的超高频谐振噪声
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输出整流二极管的反向恢复问题也可以通过在输出整流管上串联一个饱和电 感来抑制。 如图5所示，饱和电感Ls与二极管串联工作。饱和电感的磁芯是用具有矩形 BH曲线的磁性材料制成的。同磁放大器使用的材料一样，这种磁芯做的电 感有很高的磁导率，该种磁芯在BH曲线上拥有一段接近垂直的线性区并很 容易进入饱和。实际使用中，在输出整流二极管导通时，使饱和电感工作在 饱和状态下，相当于一段导线；当二极管关断反向恢复时，使饱和电感工作 在电感特性状态下，阻碍了反向恢复电流的大幅度变化，从而抑制了它对外 部的干扰。
开关电源适配器输出纹波和噪声电压的抑制措施
开关电源适配器输出纹波和噪声电压的抑制措施第一篇：开关电源适配器输出纹波和噪声电压的抑制措施开关电源适配器输出纹波和噪声电压的抑制措施一、在开关电源适配器输出端采用片式三端电容器与普通电解电容器组合改善滤波的高频特性。
开关电源适配器的输出端含有较大的噪声电压的峰-峰值，这是由于电解电容器在高频下的特性不完善所造成的。
因为电解电容在高频下可以用电容、电阻和电感三者的串联来等效，所以在高频下电容对噪声的旁路作用不在明显。
由于电阻和电感的存在，反而使噪声电压体现在开关电源适配器的输出端。
为了抑制开关电源适配器的输出噪声，通常有两个建议可供设计人员采用：1）将输出端的电解电容一拆为几，即将一个大容量的电解电容采用几个小容量电解电容并联来替代。
这一建议虽不能根本抑制噪声电压的产生，但用新办法所产生的信噪声电压的峰-峰值要比原来为小。
2）在电解电容旁边并联一个小容量的高频陶瓷电容器，利用高频电容在高频下所体现的低容抗，使输出噪声电压得到较大衰减（当然在印制电路板上的陶瓷电容也应该保持比较短的布线长度，保持尽可能小的线路阻抗）。
二、采用高性能的表面贴装滤波器。
采用表面贴装的高性能滤波器来改善输出电压噪声。
贴装滤波器内部电路等效为一个π型滤波线路，在开关电源适配器的输出端串上一个贴装高性能滤波器。
对比原来的输出噪声电压峰-峰值，会大幅减小，在示波器上，几乎显示为一条直线，说明输出电压的噪声已明显得到抑制，从而很好说明了表面贴装高性能滤波器在这个线路中的作用。
三、避免多个模块电源之间相互干扰。
当在同一块印制电路板上有多个模块电源一起工作，若两个模块靠得很近，模块电源本身是不屏蔽的，并且靠得很近，输出端也没有采用低阻抗的电容，而且两个模块离开实际的输出端子的距离又比较远时，则可能因为相互之间的干扰使输出噪声电压增加。
为避免这种相互干扰，可采用屏蔽措施，或将它们的安装位置适当远离，以减小相互之间的影响。
四、在开关电源适配器的输出端增加一级低压差线性稳压电路。
直流稳压电源实验中的电源纹波噪声与滤波技术
直流稳压电源实验中的电源纹波噪声与滤波技术直流稳压电源是实验室、工厂等场所中电子设备测试和研发过程中常用的电源设备。
然而，在实际应用中，我们会发现电源输出的直流信号中会夹杂着一定的纹波和噪声，这会对被供电设备产生不利影响。
因此，有效地减小电源纹波噪声成为直流稳压电源实验中的重要课题。
本文将介绍电源纹波噪声的来源以及常用的滤波技术，以期为读者提供一些有关电源设计的参考和指导。
一、电源纹波噪声的来源在直流稳压电源实验中，电源纹波噪声主要由以下几个方面造成：1.1 整流输出波形的纹波由于整流输出电压是通过二极管等元件进行的，而这些元件在导通和截止过程中会导致输出电压有一定的变化。
这种输出波形的不平滑性会转化为纹波成分，对电源输出产生干扰。
1.2 电源变压器与电感阻抗特性电源变压器和电感在交流电源供应下，会引起一定的电感电流和电压变化。
这些变化会通过电路传递至电源输出，引入纹波噪声。
1.3 电源稳压电路的不完善性电源稳压电路中存在着各种元件的误差以及对于不同频率纹波的响应不同，这会导致输出波形的纹波噪声。
二、滤波技术的分类为了减小直流稳压电源实验中的纹波噪声，常用的滤波技术主要有以下几种：2.1 无源滤波技术无源滤波技术适用于纹波噪声频率较低的情况。
它主要依靠电容器或电感等元件对输入信号进行滤波，减小纹波噪声的幅度。
其中，电容器在减小高频噪声方面表现出色，而电感则对低频噪声拥有较好的滤波效果。
2.2 有源滤波技术有源滤波技术则通过采用放大器等有源元件来对输入信号进行增益和调节以减小纹波噪声。
有源滤波技术可以更好地适应各种频率的噪声，且具有较高的滤波效果。
2.3 混合滤波技术混合滤波技术是将无源滤波技术与有源滤波技术相结合的一种综合滤波方法。
通过无源滤波器降低输入信号中的纹波噪声幅度，然后由有源滤波器进一步调节和削弱残余的噪声。
这种混合滤波技术在实际应用中被广泛采用。
三、常见的滤波电路在直流稳压电源实验中，常见的滤波电路包括以下几种：3.1 均压滤波电路均压滤波电路是将一个电阻和电容并联在电源输出端，通过电阻分压和电容充电的方式来消除纹波噪声。
降低电源输出纹波噪声设计技巧
降低电源输出纹波噪声设计方法纹波噪声是衡量电源的一个重要指标，一个好的电源必须要把输出纹波噪声控制在一个合理的范围内。
但一般有哪些行之有效的降低纹波噪声的对策呢？下面我们抛砖引玉，简单讨论常用的八个方法。
1、电源PCB走线和布局反馈线路应避开磁性元件、开关管及功率二极管。
输出滤波电容放置及走线对纹波噪声至关重要，如图1所示，传统设计中由于到达每个电容的阻抗不一样，所以高频电流在三个电容中分配不均匀，改进设计中可以看出每个回路长度相当即高频电流会均匀分配到每个电容中。
图1如果PCB是多层板，可以选择和主电流回路层最近一层覆地，覆地可以有效的解决噪声问题，注意，尽量保证覆地的完整性。
2、场效应管D级与输入正之间加RCD一般选择场效应管的反向恢复时间要比二极管D1慢2~3倍，以避免形成直通电流，此电流会产生很强的磁场，可增大输出噪声干扰，所以可人为的通过栅极电阻R4来减慢开关管的开关速度。
为了不影响关断速度可以在栅极电阻并联一个二极管D2如图2所示。
图23、场效应管DS端并联RC可以在场效应管DS两端并联一个RC电路也可以有效的降低噪声干扰如图2所示，电容C2一般在100P左右，电容值过大会导致场效应管的开关损耗加大，电阻R2一般选取小于10Ω电阻。
4、输出二极管两端并联RC二极管在高速导通和关断时，反向恢复期间，二极管的寄生电感和电容会产生高频振荡，为了抑制高频振荡可在二极管两端加RC缓冲电路如图2所示，电阻R3一般在1Ω~100Ω，电容C3一般在100pF~1nF，如果电源工作频率较低，效率满足要求的话，二极管D3可以选择反向恢复时间较慢的二极管。
5、输出加二级LC滤波LC对噪声和纹波抑制效果比较明显，根据纹波频率选择合适电感电容值，但由于柱形电感价格低体积小的优点，所以一般LC中电感大都会选择柱形电感，然而柱形电感是开放式磁结构，对周围会产生较严重磁干扰，我们可以采用两个电感并排放置，且电流流入方向相反，即有助于引导磁通从一个磁柱到另一个磁柱，从而可以降低电磁干扰，如图3所示。
DCDC降低纹波噪声的3种方法
DCDC降低纹波噪声的3种方法
1、纹波的定义
纹波是指在直流电压或电流上，有规律的叠加在直流稳定量上的交流分量。
现实中的电压和电流并不是完全稳定的一条直线，而是叠加有很多的波动，并且这些波动的频率是固定的，把这些波动叫做纹波。
2、噪声的定义
噪声是指叠加在纹波之上，非连续存在并无规律的电压或者电流尖峰。
也就是说噪声指的是叠加在纹波上的杂波。
下面的图1很好的描述了什么是纹波噪声。
3、纹波噪声的危害
当电源的纹波噪声过大时，它们可能会影响运放的精度，干扰AD或者DA模块的工作，使得整机的精度大幅度下降。
4、如何降低纹波噪声
降低开关器件动作带来的纹波噪声：设计人员在实际的开发过程中，需要根据实际的电路
参数及性能要求进行适当的调整，进行综合考虑。
●降低输入前端的低频纹波：增加滤波措施，各种类型的电容及电感滤波电路：LC、π型等，
或者在一些条件允许的系统中，也可以在前端及后端增加稳压器件，来降低纹波噪声，在这种情况下该部分的纹波噪声则完全由稳压器件的性能决定。
●降低线路寄生及耦合导致的纹波噪声：从设计上改善寄生参数（如优化工艺设计及PCB走
线等等），还可以施加共模滤波方案。
抑制减少开关电源纹波的五种做法
抑制减少开关电源纹波的五种做法 开关电源纹波的测量要有效降低开关电源输出纹波我们首先得有个比较靠谱的测试方法，不能是由于测试方法的问题而导致的假波形是整改不好的基本要求：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介绍说，50Ω 模块是除去DC 成分， 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。
可能不同的公司有不同的测试方法。
归根到底 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。
开关电源纹波的抑制对于开关纹波，理论上和实际上都是一定存在的。
通常抑制或减少它的做法有五种：加大电感和输出电容滤波根据开关电源的公式，电感内电流波动大小和电感值成反比，输出纹波和输出电容值成反比。
所以加大电感值和输出电容值可以减小纹波。
上图是开关电源电感L内的电流波形，其纹波电流△I可由下式算出：可以看出，增加L值，或者提高开关频率可以减小电感内的电流波动。
同样，输出纹波与输出电容的关系：vripple=Imax/(Co×f)。
开关电源适配器输出纹波和噪声电压的抑制措施
开关电源适配器输出纹波和噪声电压的抑制措施一、在开关电源适配器输出端采用片式三端电容器与普通电解电容器组合改善滤波的高频特性。
开关电源适配器的输出端含有较大的噪声电压的峰-峰值，这是由于电解电容器在高频下的特性不完善所造成的。
因为电解电容在高频下可以用电容、电阻和电感三者的串联来等效，所以在高频下电容对噪声的旁路作用不在明显。
由于电阻和电感的存在，反而使噪声电压体现在开关电源适配器的输出端。
为了抑制开关电源适配器的输出噪声，通常有两个建议可供设计人员采用：1）将输出端的电解电容一拆为几，即将一个大容量的电解电容采用几个小容量电解电容并联来替代。
这一建议虽不能根本抑制噪声电压的产生，但用新办法所产生的信噪声电压的峰-峰值要比原来为小。
2）在电解电容旁边并联一个小容量的高频陶瓷电容器，利用高频电容在高频下所体现的低容抗，使输出噪声电压得到较大衰减（当然在印制电路板上的陶瓷电容也应该保持比较短的布线长度，保持尽可能小的线路阻抗）。
二、采用高性能的表面贴装滤波器。
采用表面贴装的高性能滤波器来改善输出电压噪声。
贴装滤波器内部电路等效为一个π型滤波线路，在开关电源适配器的输出端串上一个贴装高性能滤波器。
对比原来的输出噪声电压峰-峰值，会大幅减小，在示波器上，几乎显示为一条直线，说明输出电压的噪声已明显得到抑制，从而很好说明了表面贴装高性能滤波器在这个线路中的作用。
三、避免多个模块电源之间相互干扰。
当在同一块印制电路板上有多个模块电源一起工作，若两个模块靠得很近，模块电源本身是不屏蔽的，并且靠得很近，输出端也没有采用低阻抗的电容，而且两个模块离开实际的输出端子的距离又比较远时，则可能因为相互之间的干扰使输出噪声电压增加。
为避免这种相互干扰，可采用屏蔽措施，或将它们的安装位置适当远离，以减小相互之间的影响。
四、在开关电源适配器的输出端增加一级低压差线性稳压电路。
在开关电源或者模块电源输出后再加一个电压差线性稳压电路，能大幅度地降低输出噪声，以满足对噪声有特别要求的电路需要，输出噪声可达微伏级。
降低电源纹波噪声只需三步
降低电源纹波噪声只需三步在应用电源模块常见的问题中，降低负载端的纹波噪声是大多数用户都关心的。
那么模块的纹波噪声该如何降低？下文为大家从纹波噪声的波形、测试方式、模块设计及应用的角度出发，阐述几种有效降低输出纹波噪声的方法。
一、电源的纹波与噪声介绍纹波和噪声即：直流电源输出上叠加的与电源开关频率同频的波动为纹波，高频杂音为噪声。
具体如图1所示，频率较低且有规律的波动为纹波，尖峰部分为噪声。
图1二、纹波噪声的测试方法对于中小微功率模块电源的纹波噪声测试，业内主要采用平行线测试法和靠接法两种。
其中，平行线测试法用于引脚间距相对较大的产品，靠测法用于模块引脚间距小的产品。
但不管用平行线测试法还是靠测法，都需要限制示波器的带宽为20MHz。
具体如图2和图3所示。
图2 平行线测试法注1：C1为高频电容，容量为1μF；C2为钽电容，容量为10μF。
注2：两平行铜箔带之间的距离为2.5mm，两平行铜箔带的电压降之和应小于输出电压的2%。
图3靠测法三、去除地线夹测试的区别测试纹波噪声需要把地线夹去掉，主要是由于示波器的地线夹会吸收各种高频噪声，不能真实反映电源的输出纹波噪声，影响测量结果。
下面的图4和图5分别展示了对同一个产品，使用地线夹及取下地线夹测试的巨大差异。
图4 使用地线夹测试-示波器垂直分辨率200mv/div图5 去除地线夹测试-示波器垂直分辨率50mv/div四、设计上PCB布局的影响好与坏的PCB布局，是设计上影响纹波噪声的关键因素。
差的PCB布局如图6所示，变压器输出的地，直接通过过孔连到背部的地平面，地平面连接电源的输出引脚。
此布局在输出5V/2A的负载下，实测电源尖峰达1.5V VP-P。
变压器上的噪声没有经过输出的滤波电容直接通过了输出引脚，导致纹波噪声很大。
图6 差的PCB布局如图7 所示是比较好的PCB布局，调整了变压器的位置，将变压器输出地通过两个电容后，再回到地平面和输出引脚相连。
开关电源中干扰噪声引起的纹波问题的解决
开关电源中干扰噪声引起的纹波问题的解决最近遇到一个电源干扰噪声引起的输出纹波问题，输出波形表现为变压器次级输出的电压波形，开关噪声出现的频率为fs，2fs，0.5fs，显然是开关噪声被传到了次级。
噪声的幅度有1Vpp，经过pi滤波之后仍然有300mVpp。
一开始我直接使用每个人都会想到的改善滤波参数的方法，增加pi滤波的滤波电容以及滤波电感，但是收效甚微。
由于知道是干扰噪声，我再次尝试在变压器次级并上一个小的瓷片电容680pf滤出干扰，然后再pi滤波，这样情况有所改善，干扰被瓷片吸收了很大一部分，反馈主路输出噪声pp值为80mVpp左右，似乎问题解决了，但是瓷片由于吸收了过多的噪声，产生了很尖锐的音频噪声。
测量开关的最小占空比在0.2左右，应该不会引起过大的振荡或不稳定。
看来光靠吸收是很难达到要求的了。
于是决定从源头出发，首先是要观察pwm控制的驱动信号，但是由于使用top244整合mos管，无法测量mos栅极波形，但是测量DS波形，观察开关波形，发现开关打开和关断并没有太大的延时，而且边沿没有高频振荡尖峰。
接下来只有怀疑loop不稳定了，我采用的是齐纳二极管稳压方式。
首先我假设loop存在不稳定，于是我用调压器改变输入电压，观察输出波形，电压还是比较稳的。
当我把控制芯片端光耦的集电极的电阻100换成磁珠B62后，发现这次音频干扰变得很小，在最小输入42vac时也基本上没有听到了，这给了我信心！既然知道是loop的问题，我就怀疑是loop的频带太窄了，按照pi的设计，我改变芯片control端并的“47uF串6.8欧姆”电路参数，这给loop提供补偿一个零点和极点，加大6.8欧姆的阻值，可以把零点带到更低的频率，从而提高频带范围。
于是我把6.8欧姆改到20欧姆，再次试验发现输出pp值在30mVpp 左右！音频干扰也很小！总结：到现在为止我意识到的减小干扰，提高纹波性能的方法：1.pi滤波，需要合适的参数；2.变压器输出并瓷片电容吸收高频干扰，但是吸收的量不能太大，不然瓷片会产生压电效应，影响音频干扰；3.在变压器输出，整流二极管前串一个非晶磁珠，非晶对干扰吸收非常有效，但是在小电流时效果没有大电流明显；4.在环路loop的输入或输出串小型磁珠，吸收高频噪声，减小高频噪声被loop 放大的量，从而避免噪声振荡放大。
开关电源纹波的几种抑制方法
对于开关纹波，理论上和实际上都是一定存在的。
通常抑制或减少它的做法有三种：1，加大电感和输出电容滤波根据开关电源的公式，电感内电流波动大小和电感值成反比，输出纹波和输出电容值成反比。
所以加大电感值和输出电容值可以减小纹波。
同样，输出纹波与输出电容的关系：vripple=Imax/(Co×f)。
可以看出，加大输出电容值可以减小纹波。
通常的做法，对于输出电容，使用铝电解电容以达到大容量的目的。
但是电解电容在抑制高频噪声方面效果不是很好，而且ESR也比较大，所以会在它旁边并联一个陶瓷电容，来弥补铝电解电容的不足。
同时，开关电源工作时，输入端的电压Vin不变，但是电流是随开关变化的。
这时输入电源不会很好地提供电流，通常在靠近电流输入端(以BucK型为例，是SWITcH附近)，并联电容来提供电流。
上面这种做法对减小纹波的作用是有限的。
因为体积限制，电感不会做的很大；输出电容增加到一定程度，对减小纹波就没有明显的效果了；增加开关频率，又会增加开关损失。
所以在要求比较严格时，这种方法并不是很好。
关于开关电源的原理等，可以参考各类开关电源设计手册。
2，二级滤波，就是再加一级LC滤波器LC滤波器对噪纹波的抑制作用比较明显，根据要除去的纹波频率选择合适的电感电容构成滤波电路，一般能够很好的减小纹波。
采样点选在LC滤波器之前(Pa)，输出电压会降低。
因为任何电感都有一个直流电阻，当有电流输出时，在电感上会有压降产生，导致电源的输出电压降低。
而且这个压降是随输出电流变化的。
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，开关电源输出之后，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：噪音抑制比。
模拟电路设计中的电源噪声抑制措施
模拟电路设计中的电源噪声抑制措施电源噪声是模拟电路设计中一个重要的问题，它可能对电路性能和信号质量产生严重影响。
因此，为了保证模拟电路的稳定性和性能，设计人员需要采取一系列的电源噪声抑制措施。
首先，选择合适的电源滤波器是降低电源噪声的有效方法之一。
电源滤波器可以通过滤除高频噪声来减少电路的干扰和噪声。
常见的电源滤波器包括LC滤波器和RC滤波器。
LC滤波器能够抑制更高频的噪声，而RC滤波器则适用于抑制较低频的噪声。
设计人员应根据电路工作频率和噪声频谱特性来选择合适的滤波器。
其次，使用稳压器也是一种常见的电源噪声抑制措施。
稳压器能够将不稳定的输入电压转换为稳定的输出电压，并抑制电源噪声。
常见的稳压器有线性稳压器和开关稳压器。
线性稳压器通过将多余的电压转化为热量来实现稳压，但效率较低。
而开关稳压器通过高速开关来实现稳压，具有较高的效率。
设计人员需要根据具体应用需求和噪声要求来选择适合的稳压器。
除了合适的电源滤波器和稳压器，地线布线也是电源噪声抑制的重要环节。
地线是连接电路中各个部分的导体，它不仅承担电流回路的功能，还可起到抑制电源噪声的作用。
在进行地线布线时，设计人员应尽量降低地线的电阻和电感，以减小地线与信号线之间的相互干扰。
此外，合理的地线布线应避免形成地线环路或共振回路，以防止噪声的传播和放大。
此外，电源噪声抑制还可以通过选择合适的电源电容来实现。
电源电容可用于储存电荷并平滑电源电压，从而提高电源的稳定性和抑制噪声。
设计人员应根据噪声特性和电源的频率响应来选择合适的电源电容。
一般来说，电源电容的值越大，噪声抑制效果越好，但也要考虑电路的体积和成本因素。
最后，以模拟电路综合设计方法，如良好的PCB布局和良好的信号与电源隔离，也能有效地抑制电源噪声。
PCB布局时，应将电源线和信号线分开布线，以降低电源噪声的传导。
信号与电源隔离也可以通过保持信号路径和电源路径的物理隔离来实现，以减少噪声的传播和影响。