如何降低电源纹波
降低电源纹波的方法
降低电源纹波的方法电源纹波是指电源输出电压在负载变化或开关转换时产生的波动。
一个干净的电源输出是一个平稳的、无波峰的 DC 电压。
如果输出电压出现波峰，就会对电路的电压稳定性产生负面影响，从而影响电路工作的可靠性。
降低电源纹波是一个重要的问题。
下面我们将介绍几种常见的降低电源纹波的方法。
第一种方法是使用线性稳压器。
线性稳压器可以根据输入电压的大小指定恒定的、稳定的输出电压。
线性稳压器通常具有很低的输出纹波和良好的稳定性，但是它具有低效能和较高的热量损失。
对于高功率应用来说，线性稳压器不是最佳选择。
第二种方法是使用开关稳压器。
开关稳压器（switching regulator）主要用于将高输入的 DC 电压转换为稳定的低输出电压。
开关稳压器具有高效率、小体积和轻量化的特点，但是其输出端仍然存在一定的纹波。
纹波可以通过使用低 ESR 电容，如刚性电容或铝电解电容，来降低。
第三种方法是使用滤波器。
滤波器常常在开关稳压器的输出端加装。
滤波器可以去除电源直流电偏置和高频电磁干扰，从而减小输出电压的纹波。
滤波器的设计和配置应根据具体的应用场景进行调整和优化。
第四种方法是选择合适的电源电容器。
电源电容器是供电电路中的一个重要元件，可以平滑输出电压。
正确选择电源电容器的类型和参数可以降低输出电压的纹波。
在选择电容器时应注意电容器的额定电压、温度系数、精度及故障率等参数。
第五种方法是使用稳压芯片。
稳压芯片是一种高效的电源 IC，可以把输入电压稳定转换为稳定的输出电压，从而降低输出电压的纹波。
常见的稳压芯片有线性稳压芯片和开关稳压芯片等。
稳压芯片具有输出电压稳定、效率高、体积小和容易使用等优点。
综上所述，降低电源纹波的方法包括使用线性稳压器、开关稳压器、滤波器、选择合适的电源电容器和使用稳压芯片等。
在实际应用中，应根据具体的设计要求和场景，选择合适的降噪方法进行应用。
一文搞定开关电源纹波的产生、测量及抑制
一文搞定开关电源纹波的产生、测量及抑制（开关电源）纹波不可避免，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，范围为几十到几百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。
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。
消除纹波的方法
消除纹波的方法在电子电路中，纹波是指电压或电流中周期性的波动。
这种波动可能会对电子设备产生不利影响，因此，掌握消除纹波的方法至关重要。
本文将为您详细介绍几种消除纹波的方法。
一、纹波产生的原因1.电源波动：电源本身的电压波动会导致输出电压纹波。
2.负载变化：电子设备负载的波动也会引起输出电压纹波。
3.元器件性能：电路中元器件的性能不稳定，如电容、电感等，可能导致纹波产生。
二、消除纹波的方法1.线性稳压器线性稳压器是一种常见的消除纹波的方法。
它通过调整稳压器的输出电压，使其稳定在设定值。
线性稳压器具有结构简单、可靠性高等优点，但功耗较大。
2.开关稳压器开关稳压器利用开关元件对输入电压进行脉冲宽度调制（PWM），从而实现高效、低功耗的电压稳定。
开关稳压器具有体积小、效率高等优点，但电路较为复杂。
3.滤波器滤波器是一种用于消除纹波的被动元件。
根据纹波频率，可以选择低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。
滤波器能有效抑制纹波，但需要注意选择合适的滤波器类型和参数。
4.电容补偿电容补偿是通过在电路中添加适当容值的电容，提高电源的负载能力，从而降低纹波。
电容补偿简单易行，但需要根据负载变化调整电容值。
5.磁性元件磁性元件（如电感、变压器）具有储能和滤波作用，能有效抑制纹波。
磁性元件的选择和设计需根据实际电路参数进行。
6.数字信号处理对于数字信号处理电路，可以通过软件算法对纹波进行补偿。
这种方法具有灵活性高、适应性强等优点，但需要一定的编程和算法知识。
7.多级稳压多级稳压是指将多个稳压器级联，逐级降低纹波。
这种方法适用于对纹波要求较高的场合，但电路复杂度和成本较高。
三、总结消除纹波的方法多种多样，需要根据实际电路需求和性能要求进行选择。
在设计电路时，应充分考虑纹波产生的原因，采用合适的消除纹波方法，确保电子设备的稳定运行。
消除纹波的方法
消除纹波的方法
纹波是指在电力传输过程中出现的电压或电流波动现象，可能会影响电力系统
的稳定性和安全性。
因此，消除纹波是电力系统运行中非常重要的一项任务。
以下是一些常用的消除纹波的方法：
1. 调整电源质量：电源质量不佳是导致纹波的一个常见原因。
因此，可以通过
安装电力滤波器、使用电源稳压器等措施来提高电源的质量，减少纹波的产生。
2. 安装滤波器：滤波器是一种能够滤除电力信号中的杂波和谐波的装置。
在电
力系统中，安装滤波器可以有效消除纹波，提高电力系统的稳定性。
3. 使用电容器：电容器是一种能够储存电能的元件，可以在电力系统中起到平
滑电压波动的作用。
通过合理配置电容器，可以消除电力系统中的纹波。
4. 调整负载平衡：负载不平衡也是导致电力系统中纹波产生的原因之一。
因此，通过调整负载的平衡性，可以有效减少电力系统中的纹波。
5. 使用线性稳压器：线性稳压器是一种能够稳定输出电压的电子元件，可以有
效消除电力系统中的纹波。
通过使用线性稳压器，可以提高电力系统的稳定性和可靠性。
6. 加装电容：电容器是一种可以储存电能的电子元件，可以在电力系统中平滑
电压波动。
通过合理加装电容，可以有效消除电力系统中的纹波。
总的来说，消除电力系统中的纹波是电力系统运行中非常重要的一项任务，可
以通过调整电源质量、安装滤波器、使用电容器、调整负载平衡、使用线性稳压器等方法来实现。
通过有效的消除纹波，可以提高电力系统的稳定性和可靠性，确保电力系统的正常运行。
开关电源输出纹波很大是什么原因及解决方法
开关电源输出纹波很大是什么原因及解决方法
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12V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。
纹波是工频引起的，减小纹波，作用很大的方法：
1.，输出用π型电路，就是一个电容，一个电感，再一个电容的方式。
2。
输出电容一定要用高频低阻，甚至用固态电容，
这两点是最有效果的方法。
还有加大电容容量都行，但这个效果就没那幺明显。
直流可调稳压电源的噪声与纹波抑制技术
直流可调稳压电源的噪声与纹波抑制技术直流可调稳压电源在电子设备中起到了至关重要的作用。
然而，由于电源输出的噪声和纹波存在，会给电子设备的正常运行和性能产生不利影响。
因此，噪声和纹波抑制技术成为了直流可调稳压电源设计中的重要一环。
一、噪声来源及其产生机制噪声是电子设备中不可避免的问题，电源作为电子设备的基础设备，其输出的噪声主要来自于以下几个方面：1.原始电源原始电源本身存在电网上的高频噪声和谐波，这些噪声会通过输入端进入到直流可调稳压电源中。
2.开关电路直流可调稳压电源常采用开关电路来进行电压的转换与调节，开关电路在转换的过程中会产生噪声。
3.输出滤波电容为了减小输出端的纹波，通常会在输出端增加滤波电容，然而，滤波电容的不理想效果会导致输出端产生噪声。
噪声的产生机制主要有两个方面，即共模噪声和差模噪声。
共模噪声是指在输入和输出之间，两个信号共同指向地，由于电源和地之间的电阻和电感的存在，导致共模噪声的传播。
差模噪声则是指输入和输出之间的两个信号相对地的差分信号，由于传输路径上的纹波噪声和杂散噪声引起。
二、噪声与纹波的影响噪声对电子设备的影响主要有两个方面。
首先，噪声会导致电子设备的工作不稳定，甚至失效。
在某些需要高精度的测量或信号处理系统中，噪声的存在会导致系统的误差增大，从而影响到整个系统的正常运行。
其次，噪声也会影响到电子设备的性能。
对于一些高要求的电路系统，如音频放大器、射频通信系统等，噪声会被放大并带入到信号中，从而影响到信号的质量和清晰度。
纹波则主要影响到电子设备的工作稳定性。
纹波会使得直流可调稳压电源输出的电压不稳定，并产生波动，进而引发电子设备工作不正常。
三、噪声与纹波抑制技术针对上述噪声与纹波问题，设计师们提出了一系列的技术手段来进行抑制。
1.滤波电路滤波电路是直流可调稳压电源中最常见的噪声和纹波抑制技术。
通过在电源输出端增加合适的滤波电容，可以滤除大部分的高频噪声和纹波。
2.反馈控制反馈控制是一种常用的噪声抑制技术。
降低开关电源纹波的三个要素
降低开关电源纹波的三个要素
开关电源要降低纹波主要要在以下三个方面下功夫：
1、储能电感。
储能电感在工作频率下的Q值越大越好，许多人只留意到电感量，其实Q值的影响要大得多，电感量只要满意要求允许在很大范围内波动。
2、滤波电容。
滤波电容的ESR和ESL是特别重要的参数，越低越好，仅追求容量是远远不够的，当然在满意足够低的ESR和ESL的前提下，容量大些较好。
开关电源的滤波电容优选X7R或X5R电容与钽电解的组合，纹波稍放宽可用Y5V电容和瘦高外观的铝电解(低ESL 型)协作。
3、PCB设计。
开关电源的PCB设计特别重要，在前两个条件都满意时假如纹波参数还是达不到手册中载明的数值，问题就可以确定是出在PCB上，开关电源芯片的取样及滤波回路的设计特别讲究，PCB 分布参数会导致调整误差或滤波效率变差，严峻时甚至可能导致自激(一般在特定的负载强度下发生)，故不得不查。
原则是取样回路和滤波回路要尽量贴近开关电源IC，PCB走线不行太长、太细，类似的储能电感也有同样原则，只是影响稍小，布局、走线不利相当于降低了电感的Q值。
最终要说的是，因开关电源IC的内电路设计不同纹波指标也是不同的，多数状况下，开关频率高的简单获得较低的纹波，但价格及对外围元件的要求相对更高，所以要依据需要合理选择，够用即可，
否则要付出不必要的成本，器件手册的认真阅读及理解是第一步。
降低电源纹波噪声的方法
降低电源纹波噪声的方法
降低电源纹波噪声的方法有多种，以下是一些常见的方法:
1. 采用高品质的电源滤波器：电源滤波器可以有效地降低电源中的高频纹波和噪声，从而提高电源的稳定性和可靠性。
高品质的电源滤波器通常具有更高的滤波效果和更低的损耗。
2. 使用低通滤波器：低通滤波器可以有效地滤除高频纹波和噪声，从而提高电源的稳定性和可靠性。
低通滤波器可以使用电容或电感等元器件组成，但要注意滤波器的通带和阻带特性。
3. 优化电源电路设计：合理的电源电路设计可以降低电源中的高频纹波和噪声。
要注意电源电路中的元件选择、电路布局和信号隔离等方面。
4. 采用直流滤波器：直流滤波器可以有效地降低电源中的低频纹波和噪声，从而提高电源的稳定性和可靠性。
直流滤波器可以使用电解电容或电感等元器件组成。
5. 调整电源供电电压和频率：适当的调整电源供电电压和频率可以降低电源中的高频纹波和噪声。
但要注意调整电压和频率的变化不能过大，否则会对电源的稳定性产生不利影响。
以上是一些常见的降低电源纹波噪声的方法，实际应用中需要根据具体情况选择合适的方法。
同时，为了减少电源纹波噪声，还需要注重电源电路的设计和制造质量，从根本上提高电源的稳定性和可靠性。
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减小电源纹波的方法
减小电源纹波的方法减小电源纹波是电子设计中一个重要的问题，特别是在对电源质量要求较高的场合，如精密仪器、通信设备等。
电源纹波是指电源输出的直流电中所带有的交流成分，通常以纹波电压或纹波电流来表示。
电源纹波的存在会对电路的正常运行产生干扰，因此需要采取一些方法来减小电源纹波。
一、滤波电容滤波电容是最常见的减小电源纹波的方法之一。
它通过在电源输出端并联一个电容器，使得电源输出的直流电上带有的交流成分能够通过电容器，从而减小纹波电压。
滤波电容的大小取决于所需的纹波电压大小和频率响应。
通常情况下，滤波电容的容值越大，纹波电压越小。
二、电感滤波电感滤波是另一种常见的减小电源纹波的方法。
它通过在电源输出端串联一个电感器，使得电源输出的直流电上带有的交流成分能够通过电感器，从而减小纹波电流。
电感滤波的效果与电感器的大小有关，通常情况下，电感器的电感值越大，纹波电流越小。
三、稳压器稳压器是一种专门用来稳定电源输出电压的电路。
它可以通过对输入电压进行调节，使得输出电压保持在一个固定的值，从而减小电源纹波。
常见的稳压器有线性稳压器和开关稳压器两种。
线性稳压器通过调节电阻来实现稳压，具有简单、可靠的特点；开关稳压器则通过开关管的开关操作来实现稳压，具有高效、小尺寸的特点。
四、增加滤波电容和电感器的数量为了进一步减小电源纹波，可以增加滤波电容和电感器的数量。
在实际设计中，可以采用多级滤波的方式，即在电源输出端串联多个滤波电容和电感器，以增加滤波效果。
此外，还可以采用多级稳压的方式，即在电源输出端串联多个稳压器，以进一步减小纹波。
五、优化地线布局地线布局是电子设计中一个重要的环节，它直接影响着电路的抗干扰能力。
在减小电源纹波的过程中，需要注意地线的布局，避免地线回流路径过长或与其他信号线交叉引起的互感干扰。
合理的地线布局可以有效地减小电源纹波。
减小电源纹波是电子设计中一个重要的问题。
通过采取滤波电容、电感滤波、稳压器、增加滤波电容和电感器的数量以及优化地线布局等方法，可以有效地减小电源纹波，提高电路的稳定性和可靠性。
mos功率管产生电源纹波
mos功率管产生电源纹波摘要：1.电源纹波的产生2.MOS 功率管与电源纹波的关系3.如何减小MOS 功率管产生的电源纹波4.结论正文：一、电源纹波的产生电源纹波是指在直流电源输出中存在的交流分量。
当直流电压未被完全抑制时，它会呈现周期性变化。
这种变化通常由开关电源的开关纹波引起。
在降压电路中，开关器件以特定频率导通或关断，当器件开关时，会产生与开关周期一致的开关纹波。
这种纹波的频率范围通常为几十kHz 至几MHz。
二、MOS 功率管与电源纹波的关系MOS 功率管（金属氧化物半导体场效应管）是一种常用的开关器件，广泛应用于电源管理等领域。
MOS 功率管在开关过程中会产生电源纹波，其纹波特性与开关频率、器件寄生电容等因素密切相关。
因此，要减小电源纹波，就需要从MOS 功率管的选型、电路设计等方面入手。
三、如何减小MOS 功率管产生的电源纹波1.选择合适的MOS 功率管：在保证电路性能的前提下，尽量选择开关速度较快、寄生电容较小的MOS 功率管。
这有助于减小纹波电压。
2.优化电路设计：通过调整电路元件的参数，如电容、电感、二极管等，以减小电源纹波。
此外，采用多级滤波电路、优化开关频率等方法也可以有效降低纹波。
3.采用先进的电源管理技术：现代电源管理技术，如数字控制、自适应调节等，能够实现更精确的电源纹波抑制。
采用这些技术可以有效减小MOS 功率管产生的电源纹波。
四、结论MOS 功率管在电源管理等领域应用广泛，但其开关过程会产生电源纹波。
为了减小纹波，需要从MOS 功率管的选型、电路设计等方面入手，采用先进的电源管理技术。
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。
纹波的抑制方法
纹波的抑制方法[摘要]开关电源因具有效率高，输出电压可调范围大、损耗小、体积小、重量轻而得到了广泛的应用。
但开关电源体积小，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中的一个关键技术难点，本文阐述开关电源纹波产生的原因和通常的解决方法，具体介绍了开关电源设计中降低输出纹波所采用的一系列措施，并对其有效性进行了理论分析。
关键词开关电源；纹波；噪声一、开关电源的概念习惯上，高频开关整流AC-DC和DC-DC变换器被称作开关电源。
由于其高工作频率，带来了设备的体积和重量的减小。
由于开关电源的变换效率高，能量损耗减少，降低了电源环境温度，改善了工作人员的环境。
工作性能的提高。
相对于相控电源来说，开关电源不仅节省能源，也节省了材料和体积。
开关电源产品主要应用领域有计算机、通信办公设备、控制设备、电子仪器、电视、摄像机、电子游戏机等产品。
在电脑、电子仪器和通信系统中应用极为广泛的开关电源，在近半个世纪的发展过程中，因具有轻、小、高效等优点而逐渐取代传统的线性电源和相控电源，成为电子电源中的主流产品。
开关电源发展中一个永恒的主题是实现电源的高频率、高效率、小体积、低成本。
高工作频率，可以提高动态响应，也是减少体积和重量的重要途径；高效率，减少热损耗，实现高功率密度；小体积，减少变压器，电感和电容的体积，同时还要兼顾高可靠性和低成本。
二、开关电源纹波产生的机理和解决方案1、纹波产生的机理常规AC/DC，关电源的工作模式是把电网电压全波整流变为直流电，经高频开关变换由开关变压器隔离并升、降压，经高频二极管整流滤波后以直流电输出。
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。
低频纹波低频纹波是与输出电路的滤波电容容量相关。
由于开关电源体积的限制，电解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，该输出纹波频率随整流电路方式的不同而不同。
如何抑制开关电源纹波的产生
如何抑制开关电源纹波的产生
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。
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。
提高开关电源工作频率,抑制输出高频纹波!
提高开关电源工作频率,抑制输出高频纹波!低频纹波低频纹波是与输出电路的滤波电容容量相关。
由于开关电源体积的限制，电解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，该输出纹波频率随整流电路方式的不同而不同。
一般的开关电源由AC/DC和DC/DC两部分组成。
AC/DC的基本结构为整流滤波电路，它输出的直流电压中含有交流低频纹波，其频率为输入交流电源频率的二倍，幅值与电源输出功率及滤波电容容量有关，一般控制在10%以内。
该交流纹波经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。
低频纹波例如：对普通24V电源来说，电压型控制DC/DC变换器的纹波抑制比一般为45～50dB，其输出端的低频交流纹波有效值为60～120mV。
电流型控制DC/DC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，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。
低频纹波的抑制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。
高频纹波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。
高频纹波高频纹波的抑制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。
共模纹波噪声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。
开关电源纹波的产生原因及抑制方法
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。
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。
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。
mos功率管产生电源纹波
MOS功率管产生电源纹波引言在电子设备中，电源纹波是指电源输出中存在的交流成分，它会对设备的正常运行产生负面影响。
MOS功率管是一种常用的电力放大器件，它在电子设备中起到将直流电转换为交流电的作用。
然而，由于MOS功率管的特性，其工作过程中会产生电源纹波。
本文将对MOS功率管产生的电源纹波进行详细介绍。
电源纹波的定义电源纹波是指电源输出中包含的交流成分。
在理想情况下，电源应该提供一个稳定的直流电，但实际情况下，由于各种因素的影响，电源输出中会存在一定的交流成分，这就是电源纹波。
电源纹波的大小通常用纹波电压或纹波电流来描述。
MOS功率管的工作原理MOS功率管是一种金属氧化物半导体场效应管（MOSFET），它是一种用于放大和控制电流的器件。
MOS功率管由金属氧化物半导体场效应管和控制电路组成。
在工作时，MOS功率管通过控制电路的输入信号，控制电源输出中的电流大小。
MOS功率管的工作原理可简单描述为：当控制电路施加一个正电压时，MOS功率管导通；当控制电路施加一个负电压时，MOS功率管截止。
通过控制电路的输入信号，可以调节MOS功率管的导通程度，从而控制电源输出的电流大小。
MOS功率管产生的电源纹波原因MOS功率管在工作过程中会产生电源纹波，主要原因有以下几点：1.开关过程中的电流突变：MOS功率管在工作时会进行开关过程，当电流从导通状态切换到截止状态或从截止状态切换到导通状态时，会产生电流的突变。
这种电流突变会引起电源输出中的交流成分，从而产生电源纹波。
2.MOS功率管的内部电容：MOS功率管内部存在电容结构，这些电容会导致电源输出中的交流成分。
当电流发生变化时，这些电容会产生电流的变化，进而产生电源纹波。
3.外部负载的影响：MOS功率管连接的外部负载也会对电源纹波产生影响。
外部负载的变化会引起电源输出中的电流变化，从而产生电源纹波。
降低MOS功率管产生的电源纹波的方法为了降低MOS功率管产生的电源纹波，可以采取以下几种方法：1.滤波电路：通过在电源输出端添加滤波电路，可以有效地滤除电源纹波中的交流成分。
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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。
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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图4中：R0为次级绕线电阻，引线电阻及二极管导通电阻之和；L0为变压器漏 感和引线电感之和； 利用等效电路的计算公式i=Us/R0[1－e－(R0/L0)t]中，不难看出，在反向恢 复前期的过程中所产生的电流尖峰是很大的。再加上后期恢复中因为关断结 电容的存在，在Us上还叠加了一个正弦衰减振荡Uoe－atsin(ωt＋θ)。
纹波的主要分类--输入低频纹波
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。
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电容上的纹波有两个成分,一个是充放电时的电压升降量，一个是电流进出电容时 ESR上的I*R电压降量。 通过输出纹波与输出电容的关系式：vripple=Imax/(Co×f)可以看出，加大输出电容 值可以减小纹波。 或者考虑采用并联的方式减小ESR值,或者使用LOW ESR电容。 b、采用前馈控制方法，降低低频纹波分量。 feed forward control (FFC) 前馈控制是按照扰动产生校正作用的一种调节方式， 主要用于一些纯滞后或容量滞后较大的被控参数的控制。 其目的是加速系统响应速度，改善系统的调节品质。
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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如图6，在高频工作下的元件都有高频寄生特性，对其工作状态产生影响。 高频工作时导线变成了发射线、电容变成了电感、电感变成了电容、电阻变 成了共振电路。观察图6中的频率特性曲线可以发现，当频率过高时各元件 的频率特性产生了相当大的变化。为了保证开关电源在高频工作时的稳定性， 设计开关电源时要充分考虑元件在高频工作时的特性，选择使用高频特性比 较好的元件。另外，在高频时，导线寄生电感的感抗显著增加，由于电感的 不可控性，最终使其变成一根发射线。也就成为了开关电源中的辐射干扰源。
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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。要实现开关电源的低纹波输出，必须对低频电源纹波采取 滤波措施。 可采用前级预稳压和增大DC/DC变换器闭环增益来消除。
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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a、理想的二极管在承受反向电压时截止，不会有反向电流通过。 而实际二极管正向导通时，PN结内的电荷 被积累，当二极管承受反向电压 时，PN结内积累的电荷将释放并形成一个反向恢复电流，它恢复到零点的 时间与结电容等因素有关。反向恢复电流在变压器漏感和其他分布参数的影 响下将产生较强烈的高频衰减振荡。 因此，输出整流二极管的反向恢复噪声也成为开关电源中一个主要的干扰源。 二极管反向恢复的等效电路如下：
开关电源纹波的主要分类
四、开关电源纹波的主要分类 开关电源输出纹波主要来源于五个方面： 4.1.输入低频纹波; 4.2.高频纹波; 4.3.寄生参数引起的共模纹波噪声;
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4.4.功率器件开关过程中产生的超高频谐振噪声; 4.5.闭环调节控制引起的纹波噪声。
纹波的主要分类--输入低频纹波
4.1、输入低频纹波:
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
4.4、功率器件开关过程中产生的超高频谐振噪声
超高频谐振噪声主要来源于：
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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。
纹波(ripple)的定义是指在直流电压或电流中,叠加在直流稳定量上的交流分 量。 它主要有以下害处： 1.1．容易在用电器上产生谐波，而谐波会产生更多的危害；
1.2．降低了电源的效率；
1.3．较强的纹波会造成浪涌电压或电流的产生，导致烧毁用电器；
1.4．会干扰数字电路的逻辑关系，影响其正常工作；
1.5．会带来噪音干扰，使图像设备、音响设备不能正常工作。
图5
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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图5饱和电感在减小二极管反向恢复电流中的应用 为了抑制二极管尖峰，需在二极管两端并联电容C或RC缓冲网络。 RC网络的取值原则：C从0.01μF～0.1μF，串联电阻用于限制电容C 的放电电流，也为了阻止由于回路阻抗而引起的共振，起阻尼作用。 一般按下式选取：U0/I0≤R(R不小于4Ω)
如何降低电源纹波噪声的 分析与应用
2009中国电源工程师深圳技术交流会
如何降低电源纹波噪声的分析与应用
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一.什么是纹波? 二.纹波的表示方法;
三.纹波的测试方法;
四.开关电源纹波的主要分类及抑制方法讲解; 五、结语及附注
如何降低电源纹波噪声的分析与应用--什么叫纹波?
一、什么叫纹波？
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如何降低电源纹波噪声的分析与应用--纹波测试方法 三、纹波的测试方法
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3.1．以20M示波器带宽为限制标准，电压设为PK-PK(也有测有效值的)， 去除示波器控头上的夹子与地线 (因为这个本身的夹子与地线会形成环路，像一个 天线接收杂讯，引入一些不必要的杂讯)，使用接地环（不使用接地环也可以，不过 要考虑其产生的误差），在探头上并联一个10UF电解电容与一个0.1UF瓷片电容，用 示波器的探针直接进行测试；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。
图5
纹波的主要分类பைடு நூலகம்-功率器件开关过程中产生的超高频谐振噪声
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b、分布及寄生参数引起的开关电源噪声 b1、开关电源的分布参数是多数干扰的内在因素，开关电源和散热器之间 的分布电容、变压器初次级之间的分布电容、原副边的漏感都是噪声源。
b2、共模干扰就是通过变压器初、次级之间的分布电容以及开关电源与 散热器之间的分布电容传输的。其中变压器绕组的分布电容与高频变压器绕 组结构、制造工艺有关。 b3、可以通过改进绕制工艺和结构、增加绕组之间的绝缘、采用法拉第 屏蔽等方法来减小绕组间的分布电容。 b4、而开关电源与散热器之间的分布电容与开关管的结构以及开关管的 安装方式有关。采用带有屏蔽的绝缘衬垫可以减小开关管与散热器之间的分 布电容。
纹波的主要分类--寄生参数引起的共模纹波噪声纹波
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4.3、寄生参数引起的共模纹波噪声:
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，减小与控制功率器件、变压器与机壳地之间的寄生电容，并将散 热器有效接地（根据不同情况，可选择通过电容接地，或电容串电阻接地）， 同时在输出侧加共模电感及电容，可减小输出的共模纹波噪声。
纹波的主要分类--高频纹波
高频纹波抑制常用的方法有以下几种：
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a、提高开关电源工作频率，以提高高频纹波频率，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。 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。 一般滤波多采用C型、LC型、CLC型，为了更好的抑制纹波，可以采用增加 多一级LC滤波。
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b、降低开关毛刺幅度。 主开关管是开关电源的核心器件，同时也是干扰源。其工作频率直接 与电磁干扰的强度相关。随着开关管的工作频率升高，开关管电压、电流的 切换速度加快，其传导干扰和辐射干扰也随之增加。 此外，主开关管上反并联的钳位二极管的反向恢复特性不好，或者电 压尖峰吸收电路的参数选择不当也会造成电磁干扰。
导线长度l ，线径d与其电感量的关系为：L(μH) = 0.002 l【ln（ 4l / d ) －1 】
频率特性
图6
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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c、设计PCB板最好注意以下几点: c1、从输入到输出最好按顺序走线； c2、开关变压器底下和附近不走取样电路，保护电路，主芯片及振荡相关 电路的线路； c3、总接地点取在输出滤波电容上比较合适，各电路接地点应从总接地点分 别引出； c4、驱动信号到开关管走线尽可能短，且尽可能的粗，开关变压器到输出整 流管也是一样；