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。但是会使得环路响应变慢；

5.有些情况，MOS管驱动不合适，会产生边沿尖峰，这样会使得次级存在大尖峰，影响EMI，可以的话，在栅极串一个合适阻值的小电阻是必要的，过小的阻值会

容易振荡，产生边沿尖峰，过大的阻值容易击穿MOS（非DS过压），在电阻上反向并一个4148，加快关断时栅极能量释放，并下拉1～10k的电阻到地；

5.查看是否是环路不稳，本例中是环路带宽太小。