开关电源纹波的测量和抑制
如何测量电源纹波
如何测量电源纹波？所谓纹波电压，是指输出电压中50赫或100赫的交流分量，通常用有效值或峰值表示。
经过稳压作用，可以使整流滤波后的纹波电压大大降低，降低的倍数反比于稳压系数S 。
测量电源纹波可以先用示波器将整个波形捕获，然后将关心的纹波部分放大来观察和测量(自动测量或光标测量均可)，同时还要利用示波器的FFT功能从频域进行分析。
相关名词定义：1．最大纹波电压：在额定输出电压和负载电流下，输出电压的纹波（包括噪声）的绝对值的大小，通常以峰峰值或有效值表示。
2．纹波系数：在额定负载电流下，输出纹波电压的有效值Urms与输出直流电压Uo之比，既y=Umrs/Uo x100%3．纹波电压抑制比：在规定的纹波频率（例如50HZ）下，输入电压中的纹波电压Ui~与输出电压中的纹波电压Uo~之比，即：纹波电压抑制比=Ui~/Uo~ 。
这里声明一下：噪声不同于纹波。
纹波是出现在输出端子间的一种与输入频率和开关频率同步的成分，用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在输出电压的0.5%以下；噪声是出现在输出端子间的纹波以外的一种高频成分，也用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在输出电压的1%左右。
纹波噪声是二者的合成，用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在输出电压的2%以下如何使用示波器测量电源纹波？答：可以先用示波器将波形整个波形捕获，然后将关心的纹波部分放大来观察和测量(自动测量或光标测量)，同时还利用示波器的FFT功能从频域分析。
通常若不太清楚被测对象细节(幅值，频率等)的情况下，可使用”AutoScale”按钮，观察到信号的大概，再调整水平控制旋钮和垂直控制旋钮，以得到最佳的显示(如，幅值尽量满屏显示)，再用Zoom功能将波形作满平放大显示，测电源纹波时，可将纹波部分用Zoom功能放大来分析；另外，可能会考虑从频域角度分析电源，观察其谐波和杂波情况，为此，可让示波器显示尽量多个周期信号，将示波器的存储深度仅可能用到最大，采样率设置成适当的数值，以保证波形不失真，这样得到的频率分辨率为采样率除以当前存储深度设置，观察各次谐波及其与基波的幅度差。
电源纹波,如何测量？如何抑制？
电源纹波的产生我们常见的电源有线性电源和开关电源，它们输出的直流电压是由交流电压经整流、滤波、稳压后得到的。
由于滤波不干净，直流电平之上就会附着包含周期性与随机性成分的杂波信号，这就产生了纹波。
在额定输出电压、电流的情况下，输出直流电压中的交流电压的峰值就是通常所说的纹波电压。
纹波是一种复杂的杂波信号，它是围绕着输出的直流电压上下来回波动的周期性信号，但周期和振幅并不是定值，而是随着时间变化，并且不同电源的纹波波形也不一样。
纹波的危害一般来说纹波是有百害而无一利的，纹波的危害主要有以下几点：•电源中携带的纹波会在电器上产生谐波，降低电源的使用效率；•较高的纹波可能会产生浪涌电压或电流，从而导致电气设备运行不正常或加速设备老化；•在数字电路中纹波会干扰电路逻辑关系；•纹波还会给通信、测量和计量仪器、仪表带来噪音干扰，破坏信号的正常测量、计量，甚至损坏设备。
所以，在制作电源的时候，我们都要考虑将纹波降低到百分之几以下，对纹波要求高的设备要考虑把纹波降低到更小。
电源纹波的测量方法通常分为两大类，一类是单独电源的鉴定，另一类是产品的调试测量。
在电源行业和电源用户对电源鉴定时，要求选择在室内（20℃左右）进行，湿度应小于80%，周围对测量有影响的机械震动及电磁干扰最小，标准仪器与被检电源应在以上的测试环境下放置24小时以上。
对于纯电源来讲，测量电源纹波时，要求在加载时测量，所加负载要使输出电流大于额定输出电流的80%以上。
对于低噪声的纯阻性负载或电子负载，还要选择对应的测量标准。
不同的标准就会产生不同的测量结果。
纹波电压可以用绝对量表示，也可用相对量来表示。
一般用纹波电压与直流输出电压的比例来评价直流电源的滤波性能，即纹波系数。
纹波系数作为评价直流电源的一个重要指标，其计算方法为纹波电压的有效值与直流输出电压的百分比。
电源纹波的测量测量电源纹波一般采用示波器来测量，常用的有一下三种测量方法：1、靠连法使用带有地线环的示波器探头，将探针直接接触正输出的管脚，线环直接接触负输出的管脚，这是由于使得环路尽量短，这样从示波器中读出的峰值为输出线上的纹波与噪声，如下图所示：2、直接法将地线环直接与负输出的管脚连接，利用探头接地环进行输出端测试。
开关电源输出纹波的正确测量方法
开关电源输出纹波的正确测量方法开关电源输出电压的纹波（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，是杂波的峰峰值）是一个重要的指标，如何正确使用示波器来测量这个指标？测量电源输出纹波有一定技巧性。
首先来分析一个不当使用示波器测量开关电源纹波的实例，分析其错误，并探讨如何采用正确的测量方法以便得到准确的测量结果。
下面的图片是使用示波器测量电源纹波的结果，在这个测试中出现了几个错误：1.使用了接地线很长的示波器探针。
2.让由探针和接地线形成的回路靠近功率变压器和开关元件。
3.允许在示波器探针和输出电容之间形成额外的电感。
其结果带来的问题是在测得的纹波波形中携带了拾取的高频成分，纹波噪音的峰值显示偏高。
在高频开关电源电路中存在着许多很容易耦合到探针中的高频、高电压和电流信号波形，其中包括来自高频变压器的磁场耦合、来自开关节点的电场耦合、以及由变压器交绕电容产生的共模电流。
采用正确的测量方法可改善纹波测量的结果：1.通常会规定纹波的带宽上限，以防止拾取超出纹波带宽上限的高频噪声，应该给用于测量的示波器设定合适的带宽上限。
2.可以通过摘掉探针的“帽子”来去掉接地长引线形成的天线。
下列图所示，我们把一段短线绕在探针接地引线周围，并使之与电源地相连接。
这样做附带的好处是缩短暴露在电源附近高强度电磁辐射中的探针长度，从而进一步减少高频拾取。
3.在隔离电源中，真正的共模电流是由在探针接地引线中流动的电流产生的，这就使得在电源地和示波器地之间产生电压降，表现为纹波。
要抑制这个纹波，需要在电源设计中仔细考虑共模滤波问题。
4.把示波器引线绕在铁芯上可减小这个电流，因为这样会形成一个不影响差分电压测量、但可降低由共模电流产生的测量误差的共模电感。
图中显示了采用改良测量技术对同一电路得到的纹波电压测量结果，可以看到，输出波形比较圆滑，高频尖刺已基本消除。
事实上，当开关电源搭配负载设备使用后，输出纹波性能甚至会更好。
开关电源纹波测试方法
开关电源纹波测试方法
开关电源的纹波测试方法如下：
1. 准备测试设备：需要一台示波器和一个负载电阻。
2. 连接测试设备：将示波器的探头连接到开关电源的输出端，将负载电阻连接到开关电源的输出端和地线之间。
3. 调整示波器：选择合适的示波器探头放大倍数和时间基准，确保能够观察到电源输出的纹波。
4. 设置电源负载：根据开关电源的额定输出电流和电压，选择一个适当的负载电阻值。
确保负载电阻不会超过开关电源的额定功率。
5. 测量纹波：打开开关电源，观察示波器上的波形。
通常，纹波的峰-峰值（Peak-to-Peak）或峰值（Peak）被用来描述纹波的大小。
6. 记录结果：将纹波的数值记录下来，并与开关电源的规格进行比较，以确定其纹波是否在规定范围内。
7. 分析结果：如果纹波超过规定范围，可能需要考虑采取一些措施来降低纹波，例如添加滤波电路或改变开关频率等。
需要注意的是，开关电源的纹波测试方法可能会因具体的产品和测试要求而有所不同，因此在进行测试时应根据具体情况进行调整。
开关电源产生纹波和噪声的原因和测量方法
开关电源产生纹波和噪声的原因和测量方法关键字：噪声纹波开关电源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。
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。
关于开关电源纹波抑制的技术要点及措施
３、开 关 电源 纹 波 的 抑 制
对于开关电源 中的升压 电路 、 降压电路和反相开关稳压 电路三 种电路 中纹波抑制 方法 进行 阐述 。 ３１降压 型 开关稳 压 器 ．
当输 出电压 比输出 电压 低时 ， 采用降压型稳压器 ， 图２ 如 所示 。 当控制元件接通 时，存储 能量 ， 向负载提供 电流且向滤波电容 充 Ｉ ＿ 并 电。 当控 制元件 关闭时 ， 存储在Ｌ 的能量释放 ， 向负载提供 电流 又 既 ２ 、开关电源纹波 的产 生 继 续对 Ｃ 充 电一 ～ 当控制元件 关闭且Ｌ 电完后 ， ， ， 放 ｃ 的能量用来 维持对 负载供 电。 ２１纹 波 ． 本电路的改进方式是利用Ｌ 滤波器对噪纹波 的抑制作用（ Ｃ 图 纹波是 由于直流 稳定 电源 一般 是由交流 电源经整流稳压等环 ２ ）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 ， －１ ， 节而形成的 ， 这就不可避免地在直流稳定量 中多少 带有一些交流成 般 能够 很好的减小纹波 。 份 ， 种叠 加在 直流稳定量 上的交流分量就 称之为纹波 。 这 调制器 采样 点选在ＬＣ 波器之前 （ ， 出电压 会降低 。 滤 Ａ）输 因 为任何 电感 都有一 个直流 电阻 ， 当有 电流 输出 时 ， 电感上会有 在 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 。 调制器 采样 点选在Ｌ 滤波器 之后（）这样输出电压就是我们 Ｃ Ｂ， 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 。 ３２升 压 型 开 关 稳 压 器 ．
换器 的变 比和 控制系统 的增益决定 。 例如 ： 对普 通２ Ｖ电源来说 ， ４ 电 压型 控￣ＤＣ ＤＣ Ｊ ｔ ／ 变换器 的纹波抑制比一般为４ ～５ｄ 其输出端 ５ ０ Ｂ， 的低频交流纹波有 效值 为６ －１０ ０ ２ｍＶ。 电流型控￣ＤＣ ＤＣ Ｊ ｒ ／ 变换器 的纹波抑制 比稍有提高 ， 但其输 出端 的低频交流纹波仍较大。 若要 实现开关 电源的低纹波 输出 ， 必须对低频 电源纹波 采取滤波措 则
电源纹波的产生、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。
电源纹波的测量和抑制
图1 探头和地线形成的环路图2 安装接地弹簧针的探头
图3 电源纹波测试连接框图
压。
纹波系数是评价直流电源稳定纯净输出的重要指标
图6 共模滤波法的电路图图4 无滤波电路的输出电压纹波图5 在电源输出端加载电容滤
波器后的电压纹波
图9 在电源输出端电源接线上穿绕铁氧体磁环滤波后的电压图10 在电源输出端加组合滤波后的电压纹波
图7 在电源输出端加共模滤波器后的电压纹波图8 在电源输出端电源接线上穿绕铁氧体磁环滤波
方案仿真：
行数据分别与第（n-1）行数图8-1 盲元校正前的成像 图8-2盲元校正后的图像
到[1] Shen X Q, M a tsuhata H, Okumu ra H. Reduction of the threading dis- location density in GaN films grown on vic-Inal sapphire ( 0001) substrates[ J]. App.l Phys. Lett. ,2005, 86: 021912 -。
电源纹波测量及抑制方法研究
电源纹波测量及抑制方法研究作者：吉强来源：《科技创新与应用》2016年第33期摘要：目前人类对电源的使用率越来越高，因为它能给人们带了电能，但随之而来的也给电子产品带来了噪声等影响。
电源纹波容易使线路电流过大或电压过大，危害电子设备。
另一方面还容易引起噪声干扰，影响设备正常工作。
因此在设计电源时都要想办法尽量减小纹波。
为此了解纹波的产生原因、测量方法找到抑制方法就显得至关重要。
关键词：电源；纹波；危害；抑制1 电源纹波纹波是指人们在使用直流电源时因为电子杂波等原因而产生的交变信号，指在输出电压、电流一定的情况下，输出的交变杂波信号电压的幅值。
用示波器检测纹波我们可以看到，纹波在直流上下轻微波动，就像波纹一样，所以被称为纹波。
1.1 纹波产生原因开关电源由于效率高等因素，越来越受到青睐。
开关电源输入的是交流电，需要经过整流、滤波、稳压后变成直流电。
但是由于开关管的每一次通断都会引起波动，输出的直流信号中或多或少会含有少量的交流成分，这些波动就形成了纹波。
纹波与人们使用的正弦交流电不同，它的频率和幅值时间变化而变化，因此不同厂家出厂的直流电源由于制作过程，所用材料、制作原理不同而产生的纹波波形都不同。
开关管的瞬时通断、变压器漏感、电子仪器等都会产生电源纹波，而开关管的通断是产生纹波的主要原因。
即使我们直接使用直流电源供电，由于电子产品的结构也会产生信号波动而产生纹波。
我们某些电子仪器由于其PCB板布局不合理、走线方式的不同也都会引起纹波产生。
1.2 纹波的危害人们在使用某些电子产品时经常会遇到以下现象：听音乐时经常听到嗡嗡的杂音、打电话经常能听到一些杂音、看电视时信号不稳定常常出现横条上下滚动，以上现象的产生原因都是波纹。
纹波电压可能会引起电子设备共振，使电子产品不能正常工作；也会使电源利用率下降；还影响模拟信号与数字信号的转换；干扰信号的输出等等。
纹波电压太高有可能烧毁电子产品。
要想解决这个问题，必须对电源纹波进行测量。
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。
开关电源纹波测试方法
开关电源纹波测试方法
一、开关电源纹波测试方法
1、测试目标：测试开关电源的纹波性能是否达到要求。
2、测试仪器：普尔兹技术有限公司电能质量分析仪（详见附录1）
3、测试环境：
（1）室内温度：常温
（2）室内湿度：50％
（3）室内噪声：小于50dB
4、测试电源：
（1）电源输入电压/频率：220V/50HZ
（2）电源输出电压：2-4V
（3）电源纹波含量：小于90%
5、测试步骤：
（1）打开电源，将电能质量分析仪连接到电源输出端，调节参数；
（2）调节电源输出电压，设置测试频率，启动电能质量分析仪；
（3）在电能质量分析仪画出纹波图像，观察纹波的形状，测量纹波峰峰值，以及与基波比值，判断纹波是否符合要求；
（4）统计纹波含量，如果小于90%，则测试合格，否则测试不通过。
6、注意事项：
（1）测试前，应将电能质量分析仪的参数调节至合适的状态；
（2）测试过程中，应注意安全，不要接触电源的电极；
（3）测试结束后，应将电能质量分析仪的参数调节至合适的状态，以保证测试仪器的精度。
正确测量开关电源纹波的方法
正确测量开关电源纹波的方法原文标题：正确而又优雅地测试电源纹波本文试图阐述开关电源设计与测试中的若干细节问题，这是一些比较容易被忽视的小细节。
一、纹波的测量（一）、纹波的组成成分电源性能的最直观的表现是电源纹波，所谓电源的纹波就是指电源输出电压的波动。
如果是开关电源，输出纹波是有规律的摆动，摆动的频率等于开关频率。
纹波的形成是因为电流流过输出电容在电容的ESR上所引起的压降，开关电源中不断地有脉动的电流流经电容，所以它的纹波的频率等于开关频率。
图1、开关频率为500KHZ的开关电源的输出纹波然后，细心的你还会发现，脉动的电压波动上叠加了细细的“针针”，这是开关电源开关信号所引起的开关噪音。
因此，准确地说，电源的输出波动实际上有两个部分组成，纹波与噪音。
图2、电源的输出波动的分解前面已提及纹波的形成是因为脉动的电流流过输出电容，然后在电容的ESR上所形成的压降，所以要想消灭纹波是不可能的，只能是尽可能地去减小。
而叠加在纹波上的噪音却是有机会得到改善的，在开关电源中，开关管引起的开关噪音会叠加到输出电压上，然后因为其频率很多，很难被滤波器滤除，所以容易扩散至整个PCB板子，引起EMC问题。
关于开关噪音的改善，下文再详细阐述。
在想办法解决问题之前，我们需要获得准确的信息来作决策的依据，错误的信息输入必将得到更加错误的决定。
（二）、如何正确地测量电源的输出电压的纹波？为了叙述的方便，我们一般把输出电压的波动统称为纹波，但是我们在内心深处必须时刻有一个根深蒂固的概念，我们在测试时实际上是为了获取两个信息：纹波电压以及噪音。
纹波电压的形成与脉动电流和电容的ESR相关，所以在测试时需要分别测试不同负载电流下的纹波电压，这是基于不同的脉动电流的考量。
最需要的注意的是不要人为地增加ESR，所以测试时需要在输出电容的两端就近测量，否则路径会额外增加ESR值。
噪音的形成与开关路径上的寄生电感相关，所以在测试时需要注意不能引进额外的寄生电感，否则测试所得的开关噪音会大于实际值。
关于开关电源输出纹波问题（样例5）
关于开关电源输出纹波问题（样例5）第一篇：关于开关电源输出纹波问题•关于开关电源输出纹波问题开关电源输出纹波主要来源于五个方面:输入低频纹波、高频纹波、寄生参数引起的共模纹波噪声、功率器件开关过程中产生的超高频谐振噪声和闭环调节控制引起的纹波噪声1、低频纹波是与输出电路的滤波电容容量相关.电容的容量不可能无限制地增加,导致输出低频纹波的残留.交流纹波经DC/DC变换器衰减后,在开关电源输出端表现为低频噪声,其大小由DC/DC变换器的变比和控制系统的增益决定.电流型控制DC / DC变换器的纹波抑制比电压型稍有提高.但其输出端的低频交流纹波仍较大.若要实现开关电源的低纹波输出,则必须对低频电源纹波采取滤波措施.可采用前级预稳压和增大DC / DC变换器闭环增益来消除.低频纹波抑制的几种常用的方法:a、加大输出低频滤波的电感,电容参数,使低频纹波降低到所需的指标.b、采用前馈控制方法,降低低频纹波分量.2、高频纹波噪声来源于高频功率开关变换电路,在电路中,通过功率器件对输入直流电压进行高频开关变换而后整流滤波再实现稳压输出的,在其输出端含有与开关工作频率相同频率的高频纹波,其对外电路的影响大小主要和开关电源的变换频率、输出滤波器的结构和参数有关,设计中尽量提高功率变换器的工作频率,可以减少对高频开关纹波的滤波要求.高频纹波抑制的目的是给高频纹波提供通路,常用的方法有以下几种:a、提高开关电源工作频率,以提高高频纹波频率,有利于抑制输出高频纹波b、加大输出高频滤波器,可以抑制输出高频纹波.C、采用多级滤波.3、由于功率器件与散热器底板和变压器原、副边之间存在寄生电容,导线存在寄生电感,因此当矩形波电压作用于功率器件时,开关电源的输出端因此会产生共模纹波噪声.减小与控制功率器件、变压器与机壳地之间的寄生电容,并在输出侧加共模抑制电感及电容,可减小输出的共模纹波噪声.减小输出共模纹波噪声的常用方法: a、输出采用专门设计的EMI滤波器.b、降低开关毛刺幅度.4、超高频谐振噪声主要来源于高频整流二极管反向恢复时二极管结电容、功率器件开关时功率器件结电容与线路寄生电感的谐振,频率一般为1-10MHz,通过选用软恢复特性二极管、结电容小的开关管和减少布线长度等措施可以减少超高频谐振噪声.开关电源都需对输出电压进行闭环控制,调节器参数设计的不适当也会引起纹波.当输出端波动时通过反馈网络进入调节器回路,可能导致调节器的自激振荡,引起附加纹波.此纹波电压一般没有固定的频率.在开关直流电源中,往往因调节器参数选择不适当会引起输出纹波的增大.这部分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.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.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.第二篇：开关电源纹波开关电源纹波开关电源（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。
开关电源纹波测试方法
开关电源纹波测试方法概述您可以不依赖于极限测试，而是通过设置波动极限来评估测量结果是合格还是不合格。
该功能称为纹波测试。
纹波测试的概念根据使用波动极限表设置的波动极限，纹波测试功能可以评估结果是合格还是不合格。
可以指定最多12个频带，允许对每个频带进行测试。
如果使用波动极限指定的纹波值未被迹线上的任何测量点超过，则纹波测试将判断测量为“Pass”（合格）；否则，将判断测量为“Fail”（不合格）。
对于没有指定波动极限的激励范围中的测量点，测试将判断测量为“Pass”（合格）。
独个测量点是进行合格/不合格评估的目标。
将不评估测量点之间的内插部分。
波动极限定义了起点激励值、终点激励值、波动极限值和类型（打开/关闭）。
有关详细信息，请参见配置波动极限。
打开纹波测试功能时，与“Fail”（不合格）判断相对应的测量点将在屏幕上以红色指示，迹线的测试结果将根据每个测量点的结果显示（如果迹线上存在一个或多个红色测量点，则判断为“Fail”（不合格））。
有关如何显示结果的信息，请参见打开/关闭纹波测试和显示结果。
也可以确认屏幕上的通道测试结果（如果通道中的极限测试、纹波测试或带宽测试中出现了一条或多条不合格的迹线，则判断为“Fail”（不合格））。
显示纹波测试结果测量点和测试结果不合格的测量点将在屏幕上以红色显示。
迹线的测试结果将在图形的右上方指示为“Pass”（合格）或“Fail”（不合格）。
也可以显示选定频带内的纹波值。
每条迹线的结果将显示为“Ripln:Pass”（纹波n：合格）或“Ripln:Fail”（纹波n：不合格）。
n表示迹线号。
纹波值跟随在Bn之后（如果关闭了纹波显示，则仅显示Bn，不显示纹波值）。
例如，在下图中，第一行中的“Ripl1:Pass”（纹波1：合格）指示迹线1的结果。
B3后面的值是在纹波测试中指定的第三个频带的纹波值。
同样，第二行指示迹线2的测试结果，显示在第一个频带的纹波值。
有关如何显示结果的信息，请参见打开/关闭纹波测试和显示结果。
电源测试之——精确测量电源纹波
电源测试之——精确测量电源纹波精确地测量电源纹波本身就是一门艺术。
在图 1 所示的示例中，一名初级工程师完全错误地使用了一台示波器。
他的第一个错误是使用了一支带长接地引线的示波器探针；他的第二个错误是将探针形成的环路和接地引线均置于电源变压器和开关元件附近；他的最后一个错误是允许示波器探针和输出电容之间存在多余电感。
该问题在纹波波形中表现为高频拾取。
在电源中，存在大量可以很轻松地与探针耦合的高速、大信号电压和电流波形，其中包括耦合自电源变压器的磁场，耦合自开关节点的电场，以及由变压器互绕电容产生的共模电流。
图1：错误的纹波测量得到的较差的测量结果。
利用正确的测量方法可以大大地改善测得纹波结果。
首先，通常使用带宽限制来规定纹波，以防止拾取并非真正存在的高频噪声。
我们应该为用于测量的示波器设定正确的带宽限制。
其次，通过取掉探针“帽”，并构成一个拾波器（如图 2 所示），我们可以消除由长接地引线形成的天线。
将一小段线缠绕在探针接地连接点周围，并将该接地连接至电源。
这样做可以缩短暴露于电源附近高电磁辐射的端头长度，从而进一步减少拾波。
最后，在隔离电源中，会产生大量流经探针接地连接点的共模电流。
这就在电源接地连接点和示波器接地连接点之间形成了压降，从而表现为纹波。
要防止这一问题的出现，我们就需要特别注意电源设计的共模滤波。
另外，将示波器引线缠绕在铁氧体磁心周围也有助于最小化这种电流。
这样就形成了一个共模电感器，其在不影响差分电压测量的同时，还减少了共模电流引起的测量误差。
图2 显示了该完全相同电路的纹波电压，其使用了改进的测量方法。
这样，高频峰值就被真正地消除了。
图2：四个轻微的改动便极大地改善了测量结果。
实际上，集成到系统中以后，电源纹波性能甚至会更好。
在电源和系统其他组件之间几乎总是会存在一些电感。
这种电感可能存在于布线中，抑或只有蚀刻存在于PWB 上。
另外，在芯片周围总是会存在额外的旁路电容，它们就是电源的负载。
电源纹波分析测试与抑制
得精确 的预测模型 问题 ，将 Ｂ Ｐ神经 网络用 于非线性对
象 的模型预测控制当中 ，能够很好地逼近非线性对象的 实际模型 ， 并针对 Ｂ Ｐ算法的不足 ， 提出 Ｐ Ｏ Ｂ Ｓ — Ｐ算法 ， 将
１ ４
［ 高 尚， ３ １ 杨静宇 ． 群智能算 法及其应用 ［ ． ： Ｍ］ 北京 中国水 利 水 电出版社 ， ０ ． ２ ６ ０
波评估和抑制提供 了依 据 ，对电源及其使用设计都具有
十分重要的意义 。
［崔亚奇， 何友． ４ ］ 宋强， 系统偏差情况下的 目标跟踪技术［． Ｊ ］
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电子质量 （０２ ３ ２１第０ 期）
电源纹泼分析测试与抑制
测量法和电流信号测量法进行了介绍 ，并对两种 方法进 行 了比较 。针对实际使用要求对纹波抑制方法进行 了探
讨， 保证了电子设备性 能的发挥。 为以后设计 中的电源纹
素的影 响分析阴． 电子测量技术， １， （ ： — ４ ２ ０ ３ ）２４． ０ ３ ４４ ［］ ２ 刘志平 ． ７ 仪表 中粗大误 差的剔 除分析 ｆ． 检、 贝 ０ Ｊ 电子测量 １ 技术， ０ ， （１５ — ７ ２ ９３ １） ５ ５ ． ０ ２ ： ［赵 志宏 ， ３ 】 杨鹤勇． 某军用传感器 网络远程终端数据 采集 器设计【． Ｊ电子测量技术， １， （： ４ １６ ］ ２ ０ ３ ）３— ３． ０ ３ ４１
பைடு நூலகம்参考文献 ：
［魏东． １ ］ 非线性系统神经 网络参数预测及控制 ［】 Ｍ． 北京： 机
纹波测量与抑制
我们最终的目的是要把输出纹波降低到可以忍受的程度，达到这个目的最根本的解决方法就是要尽量避免纹波的产生，首先要清楚开关电源纹波的种类和产生原因。
上图是开关电源中最简单的拓扑结构-buck降压型电源。
随着SWITCH的开关，电感L中的电流也是在输出电流的有效值上下波动的。
所以在输出端也会出现一个与SWITCH同频率的纹波，一般所说的纹波就是指这个。
它与输出电容的容量和ESR有关系。
这个纹波的频率与开关电源相同，为几十到几百KHz。
另外，SWITCH一般选用双极性晶体管或者MOSFET，不管是哪种，在其导通和截止的时候，都会有一个上升时间和下降时间。
这时候在电路中就会出现一个与SWITCH上升下降时间的频率相同或者奇数倍频的噪声，一般为几十MHz。
同样二极管D在反向恢复瞬间，其等效电路为电阻电容和电感的串联，会引起谐振，产生的噪声频率也为几十MHz。
这两种噪声一般叫做高频噪声，幅值通常要比纹波大得多。
如果是AC／DC变换器，除了上述两种纹波(噪声)以外，还有AC噪声，频率是输入AC电源的频率，为50～60Hz左右。
还有一种共模噪声，是由于很多开关电源的功率器件使用外壳作为散热器，产生的等效电容导致的。
因为本人是做汽车电子研发的，对于后两种噪声接触较少，所以暂不考虑。
开关电源纹波的测量基本要求：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，精确测量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。
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。
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开关电源输出纹波的测量和抑制
开关电源纹波的产生
我们最终的目的是要把输出纹波降低到可以忍受的程度，达到这个目的最根本的解决方法就是要尽量避免纹波的产生，首先要清楚开关电源纹波的种类和产生原因。
上图是开关电源中最简单的拓扑结构-buck降压型电源。
随着SWITCH的开关，电感L中的电流也是在输出电流的有效值上下波动的。
所以在输出端也会出现一个与SWITCH同频率的纹波，一般所说的纹波就是指这个。
它与输出电容的容量和ESR有关系。
这个纹波的频率与开关电源相同，为几十到几百KHz。
另外，SWITCH一般选用双极性晶体管或者MOSFET，不管是哪种，在其导通和截止的时候，都会有一个上升时间和下降时间。
这时候在电路中就会出现一个与SWITCH上升下降时间的频率相同或者奇数倍频的噪声，一般为几十MHz。
同样二极管D在反向恢复瞬间，其等效电路为电阻电容和电感的串联，会引起谐振，产生的噪声频率也为几十MHz。
这两种噪声一般叫做高频噪声，幅值通常要比纹波大得多。
如果是AC／DC变换器，除了上述两种纹波(噪声)以外，还有AC噪声，频率是输入AC电源的频率，为50～60Hz左右。
还有一种共模噪声，是由于很多开关电源的功率器件使用外壳作为散热器，产生的等效电容导致的。
开关电源纹波的测量
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，精确测量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。
归根到底第一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。
泰克公司有专门分开测量上述两种纹波(噪声)的软件，可以看一下参考资料5。
同样，关于示波器的接地，电源测试的相关知识，也可以看一下。
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。
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)。
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。
应用该对策后，BUCK型开关电源如下图所示：
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。
但是，这种情况下需要考虑反馈比较电压的采样点。
(如下图所示)
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。
是一条频率-dB曲线，如右图是凌特公司LT3024的曲线。
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：
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的抑制效果非常好。
但在高频范围内，该LDO的效果就不那么理想了。
对减小纹波。
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，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
上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，产生高频振荡。
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-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方法。
针对产生噪声的频率，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，选择合适的方法。
暂时先写这些，有时间的话再详细总结。
参考资料：
1 开关电源的尖峰干扰及其抑制 石家庄国耀电子科技有限公司 杨志民 杜文广 董银虎(石家庄050031)
2 抑制功率二极管反向恢复几种方案的比较 电源技术应用 作者：浙江大学电气工程学院 胡进 吕征宇
3 Google搜索：开关电源输出纹波来源
5 电源系统分析与测试泰克科技(中国)有限公司 宋磊
6 水木社区电路设计与调试版/bbsdoc.php?board=Circuit。