抑制开关电源纹波的5种方法

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开关电源EMI整改方案

开关电源的EMI处理方法一、开关电源EMI整改中，关于不同频段干扰原因及抑制办法。

1MHZ以内，以差模干扰为主。

①增大X电容量；②添加差模电感；③小功率电源可采用 PI 型滤波器处理(建议靠近变压器的电解电容可选用较大些)。

1MHZ-5MHZ，差模共模混合，采用输入端并联一系列 X 电容来滤除差摸干扰并分析出是哪种干扰超标并以解决，①对于差模干扰超标可调整 X 电容量,添加差模电感器，调差模电感量；②对于共模干扰超标可添加共模电感,选用合理的电感量来抑制；③也可改变整流二极管特性来处理一对快速二极管如 FR107 一对普通整流二极管1N4007。

5M以上，以共摸干扰为主，采用抑制共摸的方法。

对于外壳接地的，在地线上用一个磁环串绕 2-3 圈会对 10MHZ 以上干扰有较大的衰减作用; 可选择紧贴变压器的铁芯粘铜箔, 铜箔闭环. 处理后端输出整流管的吸收电路和初级大电路并联电容的大小。

20-30MHZ，①对于一类产品可以采用调整对地Y2 电容量或改变Y2 电容位置；②调整一二次侧间的Y1 电容位置及参数值；③在变压器外面包铜箔；变压器最里层加屏蔽层；调整变压器的各绕组的排布。

④改变PCB LAYOUT；⑤输出线前面接一个双线并绕的小共模电感；⑥在输出整流管两端并联RC滤波器且调整合理的参数；⑦在变压器与MOSFET之间加BEAD CORE；⑧在变压器的输入电压脚加一个小电容。

⑨可以用增大MOS驱动电阻.30-50MHZ，普遍是MOS管高速开通关断引起。

①可以用增大MOS驱动电阻；②RCD缓冲电路采用1N4007 慢管；③VCC供电电压用1N4007 慢管来解决；④或者输出线前端串接一个双线并绕的小共模电感；⑤在MOSFET的D-S脚并联一个小吸收电路；⑥在变压器与MOSFET之间加BEAD CORE；⑦在变压器的输入电压脚加一个小电容；⑧PCB心LAYOUT 时大电解电容，变压器，MOS构成的电路环尽可能的小；⑨变压器，输出二极管，输出平波电解电容构成的电路环尽可能的小。

开关电源纹波计算公式

开关电源纹波计算公式
开关电源纹波是指在开关电源输出的直流电压中，存在的交流电压成分。

它是由于开关管的导通和截止造成的电流波动引起的。

开关电源纹波对电子设备的正常运行有着重要的影响，因此对其进行计算和评估是非常必要的。

计算开关电源纹波的公式为：
Vr = (ΔI × (1 - D)) / (f × C)
其中，Vr表示开关电源纹波电压，ΔI表示开关电源输出电流的波动值，D表示开关管的导通比例，f表示开关频率，C表示输出电容。

根据公式可以看出，开关电源纹波电压与输出电流波动值成正比，与开关频率和输出电容成反比。

因此，要减小开关电源纹波电压，可以采取以下措施：
1.增大输出电容：通过增加输出电容的数值，可以降低开关电源纹波电压。

这是因为输出电容的作用是储存电荷，当电流波动时，输出电容可以通过释放或吸收电荷来平稳输出电流，从而减小纹波电压的波动。

2.提高开关频率：增加开关频率可以缩短每个开关周期的时间，从而减小开关电源输出电流的波动值，进而降低纹波电压的幅度。

3.优化开关管的导通比例：开关管的导通比例表示导通时间与开关
周期的比值。

通过合理控制导通比例，可以减小输出电流的波动值，从而降低纹波电压。

通过以上措施的综合应用，可以有效减小开关电源的纹波电压，提高电源的稳定性和可靠性。

然而，在实际应用中，还需根据具体的电路设计和要求进行综合考虑，以达到最佳的纹波电压控制效果。

因此，对于开关电源纹波的计算和评估是非常重要的，只有在了解和掌握纹波电压的计算方法和影响因素后，才能更好地设计和应用开关电源。

开关电源常见尖峰的产生原因和抑制方法

开关电源的尖峰干扰及其抑制电源纹波会干扰电子设备的正常工作，引起诸如计算机死机、数据处理出错及控制系统失灵等故障，给生产和科研酿成难以估量的损失，因此必须采取措施加以抑制。

产生尖峰的原因很多，以下着重说明滤波电路对二极管反向恢复时间所产生的纹波尖峰加以分析，并总结出几种有效的抑制措施。

2滤波电路为减小电源尖峰干扰需要在电源进线端和电源输出线端分别加入滤波电路。

2.1电源进线端滤波器在电源进线端通常采用如图1所示电路。

该电路对共模和差模纹波干扰均有较好抑制作用。

图中各元器件的作用：（1）L1,L2,C1用于滤除差模干扰信号。

L1,L2磁芯面积不宜太小，以免饱和。

电感量几毫亨至几十毫亨。

C1为电源跨接电容，又称X电容。

用陶瓷电容或聚脂薄膜电容效果更好。

电容量取0.22μF～0.47μF。

（2）L3，L4，C2，C3用于滤除共模干扰信号。

L3，L4要求圈数相同，一般取10，电感量2mH左右。

C2，C3为旁路电容，又称Y电容。

电容量要求2200pF左右。

电容量过大，影响设备的绝缘性能。

在同一磁芯上绕两个匝数相等的线圈。

电源往返电流在磁芯中产生大小相等、方向相反的磁通。

故对差模信号电感L3、L4不起作用（见图2），但对于相线与地线间共模信号，呈现为一个大电感。

其等效电路如图3所示。

由等效电路知：令L1=L2=M=L，UN=RCI1同时RC RL，则：图1电源进线端滤波电路(1)一般ωL RL，则：。

式（1）表明，对共模信号Ug而言，共模电感呈现很大的阻抗。

2.2输出端滤波器输出端滤波器大都采用LC滤波电路。

其元件选择一般资料中均有。

为进一步降低纹波，需加入二次LC滤波电路。

LC滤波电路中L值不宜过大，以免引起自激，电感线圈一般以1～2匝为宜。

电容宜采用多只并联的方法，以降低等效串联电阻。

同时采样回路中要加入RC前馈采样网络。

图2共模电感对差模信号不起作用如果加入滤波器后，效果仍不理想，则要详细检查公共地线的长度、线径是否合适。

开关电源尖峰的抑制措施

开关电源尖峰的抑制措施电源纹波会干扰电子设备的正常工作，引起诸如计算机死机、数据处理出错及控制系统失灵等故障，给生产和科研酿成难以估量的损失，因此必须采取措施加以抑制。

产生尖峰的原因很多，以下着重说明滤波电路对二极管反向恢复时间所产生的纹波尖峰加以分析，并总结出几种有效的抑制措施。

1 滤波电路为减小电源尖峰干扰需要在电源进线端和电源输出线端分别加入滤波电路。

1.1 电源进线端滤波器该电路对共模和差模纹波干扰均有较好抑制作用。

各元器件的作用：（1）L1L2C1 用于滤除差模干扰信号。

L1L2 磁芯面积不宜太小，以免饱和。

电感量几毫亨至几十毫亨。

C1 为电源跨接电容，又称X 电容。

用陶瓷电容或聚脂薄膜电容效果更好。

电容量取0.22μF～0.47μF。

（2）L3，L4，C2，C3 用于滤除共模干扰信号。

L3，L4 要求圈数相同，一般取10，电感量2mH 左右。

C2，C3 为旁路电容，又称Y 电容。

电容量要求2200pF 左右。

电容量过大，影响设备的绝缘性能。

在同一磁芯上绕两个匝数相等的线圈。

电源往返电流在磁芯中产生大小相等、方向相反的磁通。

故对差模信号电感L3、L4 不起作用，但对于相线与地线间共模信号，呈现为一个大电感。

一般wL >Rl，则：|UN/US|=0表明，对共模信号Ug 而言，共模电感呈现很大的阻抗。

1.2 输出端滤波器输出端滤波器大都采用LC 滤波电路。

其元件选择一般资料中均有。

为进一步降低纹波，需加入二次LC 滤波电路。

LC 滤波电路中L 值不宜过大，以免引起自激，电感线圈一般以1～2 匝为宜。

电容宜采用多只并联的方法，以降低等效串联电阻。

同时采样回路中要加入RC 前馈采样网络。

如果加入滤波器后，效果仍不理想，则要详细检查公共地线的长度、线径是否合适。

因为地线分布电感对抑制纹波极为不利。

导线长度l，线径d 与其电感量的关系为：L(μH)=0.002l[ln（4l/d)－1](2)2 二极管反向恢复时间引起之尖峰及其抑制以单端反激电源为例（见图4）Us 为方波，幅值为Um。

BUCK电路降纹波的详解

详细解析Buck电路开关电源纹波的有效抑制方法2013-10-11 09:51 来源：电源网作者：云际开关电源具有效率高、输出电压可调范围大、损耗小、体积小、重量轻等特点，得到了广泛的应用。

由于开关电源体积小，输出直流电压的纹波含量比同功率线性电源大，如何降低纹波含量成为开关电源应用及制造技术中的一个关键技术难点。

本文通过对Buck电路的分析，找出对纹波的产生有影响的因素及改善的措施。

纹波的定义Buck类型开关电源的拓扑结构如图1所示。

通常情况下，开关电源首先把电网电压全波整流变为直流电，经高频开关变换由变压器降压，经高频二极管整流滤波后，得到稳定的直流电压输出。

其自身含有大量的谐波干扰，同时由于变压器的漏感和输出二极管的反向恢复电流造成的尖峰都形成了电磁干扰源，这些尖峰就是输出纹波。

输出纹波主要来源于4个方面：低频纹波、高频纹波、共模纹波、功率器件开关过程中产生的超高频谐振等。

Buck电路产生纹波的机理及计算1、纹波电流计算电感的定义：λ为线圈磁链、N为线圈匝数、i为流经线圈的电流、Φ为线圈磁通。

如果式(1)两端以时间t为变量进行微分计算，可得：这便是大家所熟知的电感电压降回路方程。

现在假设对于每个单独的开关周期，在开关管导通状态和关断状态，输入输出电压都基本没有变化，可以写出导通状态和关断状态时的L两端的电压。

导通状态L两端的电压：关断状态L两端的电压：Vsat为开关管的导通压降;VF为二极管的导通压降。

由于Vsat和VF相对于Vi和Vo很小，这里忽略不计，可以得到：可以看出Von和Voff都是常数，即对于不论在导通状态还是在关断状态都有：为常数，所以可以用替换，代入式(4)并整理得：可以认为Δi就是电感线圈中的纹波电流，将导通和关断状态时的时间和电压式(2)和式(3)代入上式，分别写出导通状态和关断状态时的纹波电流表达式：Δion为导通状态纹波电流；ton为导通时间；Δioff为关断状态纹波电流；toff为关断时间。

开关电源纹波抑制研究现

开关电源纹波抑制研究现作者：方宇杰苏秉华杭凌侠来源：《现代电子技术》2012年第10期摘要：提出开关电源纹波的定义，分析开关电源纹波产生的原因，并提出几种抑制纹波的方法。

最后针对一款特殊开关电源，论述了开关电源的输出稳定性问题。

该电源输出电流为10 A，输出电压为12 V，主要用于驱动半导体激光器。

为减小输出电流纹波，提高激光功率稳定性，研究分析了几种抑制纹波的方法，包括滤波法，多路叠加法等。

该电源的设计采用主、副电源的思路，从主电源采集纹波信号反馈给副电源的控制端，从而使主副电源输出叠加后保持较小的输出纹波。

通过实验验证该方法可以使纹波系数保持在1%，使得性能有所提高。

关键词：开关电源；纹波抑制；反馈控制；半导体激光器中图分类号：文献标识码：A 文章编号：近年来，开关电源以其体积小，重量轻，效率高等优点，在工程领域、医疗机构、科学研究等方面有着越来越广泛的应用。

本文着重解决一款能输出10 A电流12 V电压的特殊恒流源的纹波抑制问题，专门用于大功率的半导体激光器驱动。

该激光器需求高稳定的光功率输出，激光器输出光功率的稳定性是一个主要参数，半导体激光器的光功率稳定性主要表现在输入电流的稳定性，输入电流的纹波越小光功率稳定性越好。

目前，解决开关电源纹波的方法有若干种，各有其优缺点，由于输出电流是10 A的大电流，一般的方法不能适用。

本文通过对比滤波法提出双路并联法，旨在大电流情况下进一步减小电流输出纹波。

1 纹波产生原因分析通常开关电源把电网提供的交流电经过整流滤波转变为直流电，开关管的高速开通和关断，就会引起输出电压的波动，在输出回路中的快恢复二极管和电感也会引起输出电压的波动。

这些高频低频的波动总和就形成了输出的纹波，包括电压纹波和电流纹波［1］。

开关电源中纹波的来源有很多原因，其中MOS管开通关断所产生的纹波是主要原因之一。

当开关管开通关断时都会有一个上升时间和下降时间，这时就会在电路中引起一个同频率的噪声。

开关电源的电磁干扰及其滤波措施

开关电源的电磁干扰及其滤波措施1引言开关电源与线性稳压电源相比，具有功耗小、效率高、体积小、重量轻、稳压范围宽等特点，广泛用于计算机及外围设备、通信、自动控制、家用电器等领域。

但开关电源的突出缺点是产生较强的电磁干扰(EMI)。

EMI信号既占有很宽的频率范围，又有一定的幅度，经传导和辐射会污染电磁环境，对通信设备和电子仪器造成干扰。

如果处理不当，开关电源本身就会变成一个干扰源。

随着电子产品的电磁兼容性(EMC)日益受到重视，抑制开关电源的EMI，提高电子产品的质量，使之符合有关EMC标准或规范，已成为电子产品设计者越来越关注的问题。

2开关电源产生EMI的原理开关电源产生EMI的因素较多，其中由基本整流器产生的电流高次谐波干扰和变压器型功率转换电路产生的尖峰电压干扰是主要因素。

它们所以产生于电源装置的内部，是由于开关电源中的二级管和晶体管在工作过程中产生的跃变电压和电流，通过高频变压器、储能电感线圈和导线以及系统结构、元件布局等而造成的。

基本整流器的整流过程是产生EMI最常见的原因。

这是因为正弦波通过整流器后不再是单一频率的电流，而是变成单向脉动电源，此电流波形分解为一直流分量和一系列频率不同的交流分量之和。

实验结果表明，较高的谐波(特别是高次谐波)会沿着输电线路产生传导干扰和辐射干扰，一方面使接在其前端电源线上的电流波形发生畸变，另一方面通过电源线产生射频干扰，使接收机等产生噪声。

变压器型功率转换电路是实现变压、变频以及完成输出电压调整的部件，是开关稳压电源的核心，主要由开关管和高频变压器组成。

它产生的尖峰电压是一种有较大辐度的窄脉冲，其频带较宽且谐波比较丰富。

产生这种脉冲干扰的主要原因是：(1) 开关功率晶体管感性负载是高频变压器或储能电感。

在开关管导通的瞬间，变压器初级出现很大的电流，它在开关管过激励较大时，将造成尖峰噪声。

这个尖峰噪声实际上是尖脉冲，轻者造成干扰，重者有可能击穿开关管。

(2) 由高频变压器产生的干扰。

开关电源PWM的五种反馈控制模式

一、引言PWM开关稳压或稳流电源基本工作原理就是在输入电压变化、内部参数变化、外接负载变化的情况下，控制电路通过被控制信号与基准信号的差值进行闭环反馈，调节主电路开关器件的导通脉冲宽度，使得开关电源的输出电压或电流等被控制信号稳定。

PWM的开关频率一般为恒定，控制取样信号有：输出电压、输入电压、输出电流、输出电感电压、开关器件峰值电流。

由这些信号可以构成单环、双环或多环反馈系统，实现稳压、稳流及恒定功率的目的，同时可以实现一些附带的过流保护、抗偏磁、均流等功能。

对于定频调宽的PWM闭环反馈控制系统，主要有五种PWM反馈控制模式。

下面以VDMOS开关器件构成的稳压正激型降压斩波器为例说明五种PWM反馈控制模式的发展过程、基本工作原理、详细电路原理示意图、波形、特点及应用要点，以利于选择应用及仿真建模研究。

二、开关电源PWM的五种反馈控制模式1. 电压模式控制PWM (VOLTAGE-MODE CONTROL PWM)：如图1所示为BUCK降压斩波器的电压模式控制PWM反馈系统原理图。

电压模式控制PWM是六十年代后期开关稳压电源刚刚开始发展起就采用的第一种控制方法。

该方法与一些必要的过电流保护电路相结合，至今仍然在工业界很好地被广泛应用。

电压模式控制只有一个电压反馈闭环，采用脉冲宽度调制法，即将电压误差放大器采样放大的慢变化的直流信号与恒定频率的三角波上斜波相比较，通过脉冲宽度调制原理，得到当时的脉冲宽度，见图1A中波形所示。

逐个脉冲的限流保护电路必须另外附加。

主要缺点是暂态响应慢。

当输入电压突然变小或负载阻抗突然变小时，因为有较大的输出电容C及电感L相移延时作用，输出电压的变小也延时滞后，输出电压变小的信息还要经过电压误差放大器的补偿电路延时滞后，才能传至PWM比较器将脉宽展宽。

这两个延时滞后作用是暂态响应慢的主要原因。

图1A电压误差运算放大器（E/A）的作用有三：①将输出电压与给定电压的差值进行放大及反馈，保证稳态时的稳压精度。

开关电源的纹波和噪声

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。

一．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 纹波和噪声的波形二．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。

目前测量纹波和噪声电压是利用宽频带示波器来测量的方法，它能精准地测出纹波和噪声电压值。

由于开关电源的品种繁多（有不同的拓扑、工作频率、输出功率、不同的技术要求等），但是各生产厂家都采用示波器测量法，仅测量装置上不完全相同，因此各厂对不同开关电源的测量都有自己的标准，即企业标准。

用示波器测量纹波和噪声的装置的框图如图2所示。

它由被测开关电源、负载、示波器及测量连线组成。

有的测量装置中还焊上电感或电容、电阻等元件。

图2 示波器测量框图从图2来看，似乎与其他测波形电路没有什么区别，但实际上要求不同。

开关电源的尖峰处理及其抑制方法

开关电源的尖峰处理及其抑制方法电源纹波会干扰电子设备的正常工作，引起诸如计算机死机、数据处理出错及控制系统失灵等故障，给生产和科研酿成难以估量的损失，因此必须采取措施加以抑制。

产生尖峰的原因很多，以下着重说明滤波电路对二极管反向恢复时间所产生的纹波尖峰加以分析，并总结出几种有效的抑制措施。

2滤波电路为减小电源尖峰干扰需要在电源进线端和电源输出线端分别加入滤波电路。

2.1电源进线端滤波器在电源进线端通常采用如图1所示电路。

该电路对共模和差模纹波干扰均有较好抑制作用。

图中各元器件的作用：（1）L1,L2,C1用于滤除差模干扰信号。

L1,L2磁芯面积不宜太小，以免饱和。

电感量几毫亨至几十毫亨。

C1为电源跨接电容，又称X电容。

用陶瓷电容或聚脂薄膜电容效果更好。

电容量取0.22μF～0.47μF。

（2）L3，L4，C2，C3用于滤除共模干扰信号。

L3，L4要求圈数相同，一般取10，电感量2mH左右。

C2，C3为旁路电容，又称Y电容。

电容量要求2200pF左右。

电容量过大，影响设备的绝缘性能。

在同一磁芯上绕两个匝数相等的线圈。

电源往返电流在磁芯中产生大小相等、方向相反的磁通。

故对差模信号电感L3、L4不起作用（见图2），但对于相线与地线间共模信号，呈现为一个大电感。

其等效电路如图3所示。

由等效电路知：令L1=L2=M=L，UN=RCI1同时RC RL，则：图1电源进线端滤波电路(1)一般ωL RL，则：。

式（1）表明，对共模信号Ug而言，共模电感呈现很大的阻抗。

2.2输出端滤波器输出端滤波器大都采用LC滤波电路。

其元件选择一般资料中均有。

为进一步降低纹波，需加入二次LC滤波电路。

LC滤波电路中L值不宜过大，以免引起自激，电感线圈一般以1～2匝为宜。

电容宜采用多只并联的方法，以降低等效串联电阻。

同时采样回路中要加入RC前馈采样网络。

图2共模电感对差模信号不起作用如果加入滤波器后，效果仍不理想，则要详细检查公共地线的长度、线径是否合适。

开关电源的EMC设计

开关电源的EMC设计目前，大多数电子产品都选用开关电源供电，以节省能源和提高工作效率；同时越来越多的产品也都含有数字电路，以提供更多的应用功能。

开关电源电路和数字电路中的时钟电路是目前电子产品中最主要的电磁干扰源，它们是电磁兼容设计的主要内容。

下面以一个开关电源的电磁兼容设计过程进行分析。

图1是一个普遍应用的反激式或称为回扫式的开关电源工作原理图，50 Hz或60 Hz交流电网电压首先经整流堆整流，并向储能滤波电容器C5充电，然后向变压器T1与开关管V1组成的负载回路供电。

1）脉冲尖峰电流及其抑制措施。

一般电容器C5的容量很大，其两端电压纹波很小，大约只有输入电压的10％左右，而仅当输入电压Uin大于电容器C5两端电压的时候，整流二极管才导通。

因此在输入电压的一个周期内，整流二极管的导通时间很短，即导通角很小。

这样整流电路中将出现脉冲尖峰电流，如图2所示。

这种脉冲尖峰电流如用傅里叶级数展开，看成由非常多的高次谐波电流组成，这些谐波电流将会降低电源设备的使用效率，即功率因数很低，并会倒灌到电网，对电网产生污染。

当严重时还会引起电网频率的波动，即交流电源闪烁。

解决整流电路中出现脉冲尖峰电流过大的方法是在整流电路中串联一个功率因数校正（PFC）电路，或差模滤波电感器。

图3是进行过电磁兼容设计后的电气原理图。

PFC电路一般为一个并联式升压开关电源，其输出电压一般为直流400 V，没有经功率因数校正之前的电源设备，其功率因数一般只有0.4～0.6，经校正后最高可达到0.98。

PFC电路虽然可以解决整流电路中出现脉冲尖峰电流过大的问题，但又会带来新的高频干扰问题，这同样也要进行严格的EMC设计。

用差模滤波电感器可以有效地抑制脉冲电流的高频成份，从而降低电流谐波干扰。

但是在开关电源电路里，差模电感的体积和重量受到限制，因而提高功率因数的作用有限。

图3中的L1为差模滤波电感器，差模滤波电感器一般用硅钢片材料制作，以提高电感量，为了防止大电流流过差模滤波电感器时产生磁饱和。

反激开关电源问题解决措施

反激开关电源问题解决措施反激开关电源问题解决措施1. 问题描述反激开关电源在实际应用中常常出现一些问题，例如工作不稳定、效率低下、电磁干扰等。

这些问题严重影响了电源的性能和可靠性，需要针对性的解决措施来解决。

2. 了解反激开关电源原理在探索解决问题的措施之前，我们首先需要了解反激开关电源的工作原理。

反激开关电源是一种利用变压器技术实现的闭环控制系统，在输入端使用开关管进行正负半周期控制，通过变压器的变压比实现电压的升降。

它以电压波形为基础，通过控制开关管的导通和断路时间实现输出电压的稳定。

它还应用了反馈控制和保护电路来确保工作的稳定性和安全性。

3. 问题的根源分析在了解了反激开关电源的工作原理之后，我们可以针对常见问题进行根源分析，以便找出相应的解决措施。

3.1 工作不稳定工作不稳定是反激开关电源最常见的问题之一。

主要原因可能包括电源设计缺陷、元器件质量不达标、环境温度过高等。

解决这一问题的关键在于全面评估电源设计，确保电源参数满足要求。

选用优质的元器件、保持适当的散热和增加温度保护措施也可以提高电源的稳定性。

3.2 效率低下效率低下是反激开关电源的另一个常见问题。

造成效率低下的原因可能包括负载不匹配、损耗较大的元器件选用、工作频率过低等。

为了提高效率，我们可以通过优化元器件的选择、增加热管理措施、合理设计电源的负载等方式来减少能量损耗。

3.3 电磁干扰反激开关电源还常常伴随着电磁干扰问题，这对周围的其他设备和系统造成了噪声干扰。

在解决电磁干扰问题时，我们可以采取多种措施，例如优化电源布局、增加滤波器、合理设计接地方案等。

4. 解决措施与方法在了解了问题的根源之后，接下来可以采取一些具体的解决措施和方法来解决问题。

4.1 优化设计在电源设计中，合理选择元器件是非常关键的一步。

我们可以选用低损耗、高可靠性的元器件，同时也可以通过降低工作频率、增加输入输出滤波器等手段来优化设计。

4.2 加强散热和温度保护电源运行时产生的热量会影响其工作稳定性和寿命。

详细解析Buck电路开关电源纹波的有效抑制方法

详细解析Buck电路开关电源纹波的有效抑制方法
开关电源具有效率高、输出电压可调范围大、损耗小、体积小、重量轻等特点，得到了广泛的应用。

由于开关电源体积小，输出直流电压的纹波含量比同功率线性电源大，如何降低纹波含量成为开关电源应用及制造技术中的一个关键技术难点。

本文通过对Buck电路的分析，找出对纹波的产生有影响的因素及改善的措施。

纹波的定义
Buck类型开关电源的拓扑结构如图1所示。

通常情况下，开关电源首先把电网电压全波整流变为直流电，经高频开关变换由变压器降压，经高频二极管整流滤波后，得到稳定的直流电压输出。

其自身含有大量的谐波干扰，同时由于变压器的漏感和输出二极管的反向恢复电流造成的尖峰都形成了电磁干扰源，这些尖峰就是输出纹波。

输出纹波主要来源于4个方面：低频纹波、高频纹波、共模纹波、功率器件开关过程中产生的超高频谐振等。

Buck电路产生纹波的机理及计算
1、纹波电流计算
电感的定义：
λ为线圈磁链、N为线圈匝数、i为流经线圈的电流、Φ为线圈磁通。

如果。

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。

电源纹波的产生、危害、测量和抑制

1 引言对于电子产品来说唯一不可缺少的是电源，但是它除了提供能量外，也带来了纹波、噪声等影响电子产品正常工作的影响。

纹波电压对高放、本振、混频、滤波、检波、A/D变换等电路都会产生影响，在设计控制设备、电子仪器、电视、摄像机等电子产品时都要想办法尽量减小纹波.为此就要了解纹波、知道它是如何产生的、如何测量以及抑制方法。

2 电源纹波纹波是附着于直流电平之上的包含周期性与随机性成分的杂波信号，指在额定输出电压、电流的情况下，输出电压中的交流电压的峰值。

狭义上的纹波电压，是指输出直流电压中含有的工频交流成分.纹波用示波器可以看到,在直流电压上下轻微波动,就像水平面上波动的水纹一样，所以被称为纹波（见图1）。

图1 RIGOL示波器DS1302观察的纹波信号波形2。

1 电源纹波产生我们通常在产品中用的电源主要有线性电源和开关电源二大类,输出的直流电压是一个固定值，由交流电压经整流、滤波、稳压后得到.由于滤波不干净，直流电压中含有交流成分，这就产生了纹波.纹波是一种复杂的杂波信号，它是围绕输出直流电压上下来回波动的周期性信号，但周期和振幅不是定值,随时间而变，不同电源的纹波波形不一样。

产生电源纹波的因素有许多，即使你用电池供电也会因负载的波动而产生波纹。

线性电源由于我国供电频率是50Hz，所以它的纹波主要来自工频50Hz变压器，纹波电压的频率常常是50nHz,n取自然数，大小取决于整流电路的类型。

对于半波整流,是1;对于全波整流,是2;对于三相全波整流,是6,即300Hz。

所以这种电源的输出端纹波主要是50HZ或它的整数倍，幅值小，较易滤除，通常纹波可做到几mV。

如假定整流桥输出负载电流IL，负载电压VL，整流桥输人交流电压幅值Vm及其输人交流电压频率f，则其输出的纹波电压由表1各式计算.表1 整流纹波电压采用功率匹配法或等效电流源法计算纹波电压，一般表示为：△U＝ILsin2wt／（2wC) （1）从式（1)中可以看出，纹波频率为输人频率的两倍,其幅值正比于变换器的输出电流，反比于输人电压频率和平滑电容的大小。

开关电源的电磁干扰及噪声抑制方法

开关电源的电磁干扰及噪声抑制方法开关电源是现代电子应用中常见的一种电源形式，其工作原理是通过开关管开关控制输入电压的大小和频率以实现电压转换。

但是，开关电源在工作过程中会产生电磁干扰和噪声，对其他电子设备的正常工作产生影响。

因此，为了抑制开关电源的电磁干扰和噪声，在设计和使用开关电源时需要采取一些措施。

首先，开关电源产生的电磁干扰主要包括导向式干扰和辐射式干扰。

导向式干扰是指开关电源通过引线或线路对周围设备产生的电磁干扰，辐射式干扰是指开关电源通过电磁波辐射对周围设备产生的干扰。

对于导向式干扰，可以采取以下措施进行抑制：1.滤波器：在开关电源的输入和输出端加装滤波器，用于滤除高频噪声和电磁干扰。

常用的滤波器有LC滤波器、RC滤波器和Pi型滤波器等。

2.输入电源线路的处理：尽量缩短输入电源线路的长度，采用屏蔽线材，减小电磁干扰的传播路径。

同时，在输入电源线上添加额外的滤波电容和电感，抑制高频噪声。

3.地线处理：通过合理布置地线，减小接地电阻，提高地线的抗干扰能力。

将开关电源的地线与其他设备的接地点连接，共用同一个地线。

对于辐射式干扰，可以采取以下措施进行抑制：1.屏蔽：在开关电源的外壳上添加金属屏蔽罩，减少电磁辐射。

金属屏蔽罩应与开关电源的地线连接，以形成完整的屏蔽。

2.PCB设计：在开关电源的PCB板设计中，合理布局信号和电源线路，减小线路的长度。

同时，采用地平面和电源平面屏蔽，减少信号线和电源线的交叉和干扰。

3.使用低频率开关管：低频率工作的开关管辐射干扰较小，可以有效降低开关电源的电磁辐射干扰。

此外1.选择合适的元器件：选用带有防干扰措施的元器件，如具有抗干扰特性的电解电容和电感器件，减小干扰的产生和传播。

2.电源输出滤波：在开关电源的输出端添加滤波电容和电感，减小输出电压的纹波和噪声。

3.接地处理：通过合理的接地设计和连接方式，减小接地电阻，提高接地抗干扰能力。

4.EMI滤波器：在开关电源的输入端和输出端加装EMI滤波器，进一步滤除高频噪声和电磁干扰。

开关电源的纹波噪声及测试方法

开关电源的纹波和噪声来源：今日电子／21ic作者：北京航空航天大学方佩敏开关电源（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。

电源纹波大产生的详细原因分析！

电源纹波大产生的详细原因分析！问题分析电源纹波测试过大的问题通常和使用的探头以及前端的连接方式有关。

首先检查了用户探头的连接方式，发现其使用的是如下面左图所示的长的鳄鱼夹地线，而且接地点夹在了单板的固定螺钉上，整个地环路比较大。

由于大的地环路会引入更多的开关电源造成的空间电磁辐射噪声以及地环路噪声，于是更换成如下面右图所示的短的接地弹簧针。

经过实际测试，发现测得的纹波噪声的峰峰值有很大改善，如下图所示。

但纹波噪声的峰峰值仍然有40多mV，和开关电源厂商标称的<>进一步检查用户使用的探头的型号，发现用户使用的是示波器标配的10:1的无源探头。

如下图所示。

10:1的探头会把被测信号衰减10倍再送入示波器，然后示波器再对被测信号进行10倍的数学放大。

这种探头的好处是通过前面的匹配电路提升了探头带宽可以到几百MHz，而且扩展了示波器的量程，但是对于小信号的测量不是特备有利。

如果被测信号幅度本身就小，再衰减10倍可能就淹没在示波器的底噪声里了，即使再做10倍的数学放大，对于信噪比本身也是没有改善的。

所以对于电源纹波噪声的测量应该尽量使用小衰减比的探头，比如1:1的探头。

于是另外找了一个1:1无源探头，这种1:1的无源探头虽然带宽不高（通常几十MHz），但衰减比小，对于小信号测试非常合适。

下图是换用1:1的无源探头后，和10:1 探头在不同带宽限制下的对比测试结果。

可以看到，使用1:1探头并设置20MHz带宽限制后，测量到的纹波噪声的峰峰值只有不到10mV，远远好过10:1探头的测试结果。

从1:1探头的测试结果里可以看到清晰的纹波的波形，并且满足用户对于电源纹波噪声<>问题总结这是一个典型的电源纹波测试的问题。

我们通过使用短的地线连接、换用低衰减比的探头以及带宽限制功能使得纹波噪声的测试结果大大改善。

一般来说，影响电源纹波测试结果的影响因素按照重要性主要有以下几个：1、前端连接线和地环路的长度：长的地环路会拾取更多开关电源的电磁辐射以及地噪声，因此需要使用尽可能短的地线连接。