开关电源的一个关键指标是纹波,纹波主要是由开关模式引起的,纹波的存在会影响后续电路的工作,特别是在对纹波敏感的情况下。而怎样去测量以及抑制开关电源的纹波则是一个关键。民熔小课堂就来和大家讲讲这两点。

电源单位
一、开关电源的纹波的测量
要很好的降低开关电源的纹波,首先要用一种比较可靠的方法来测量开关电源的纹波。
要求:使用示波器AC耦合,20MHz带宽限制,拔下探头地线
1、AC耦合是通过去除叠加的直流电压得到精确的波形。
2、打开20MHz带宽限制是为了防止高频噪声的干扰,防止错误的结果。由于高频分量的振幅较大,测量时应将其去除。
3、拔出示波器探头的接地夹,用接地环测量,以减少干扰。很多部门没有接地环,如果允许误差,也可以直接用探头的接地夹进行测量。但在判断是否合格时,应考虑这一因素。

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另一点是使用50Ω端子。50Ω模块是去除DC成分,准确测量AC成分。然而,很少有示波器配备这种特殊的探头。大多数情况下,测量采用标准的100kΩ~10mΩ探头测量,影响暂时不清楚。
以上是测量开关纹波时的基本注意事项。如果示波器探头不直接接触输出点,应使用双绞线或50Ω同轴电缆进行测量。
在高频噪声的测量中,采用的是示波器的全通频带,一般是几百兆到GHz 的水平。其他同上述。
也许不同的公司有不同的测试方法。归根结底,要清楚你的测试结果。这点其实可以提一下民熔电气的测试方法,民熔电气的测试是基于多年的技术发展和严苛的检测要求,匠人般的精神。铸就了民熔电气高超的技术以及优质的产品,民熔开关电源,就是其中的一类。
二、开关电源纹波抑制
对开关电源纹波,在理论上和实践上都必须存在。通常有五种方法来抑制或减少它:
1、增加电感和输出电容滤波
根据开关电源的公式,电感中的电流波动与电感值成反比,输出纹波与输出电容值成反比。因此,可以通过增加电感和输出电容来减小纹波。

电源
通常,对于输出电容,采用铝电解电容器来达到大容量的目的。但是,电解电容器抑制高频噪声的效果不是很好,ESR比较大,所以在其旁边并联一个陶瓷电容,以弥补铝电解电容的不足。
同时,当开关电源工作时,输入电压Vin不变,但电流随开关量的变化而变化。此时,输入电源将不能很好地提供电流。通常,电流由电流输入端附近的并联电容器提供(以BucK 型为例,是SWITcH 附近))。
2、增加一个LC滤波器
LC滤波器对噪声纹波有明显的抑制作用。根据要消除纹波的频率,选择合适的电感和电容组成滤波电路,一般可以降低纹波。然而,在这种情况下,有必要考虑反馈比较电压的采样点。必要的考虑对于准确的判断是很重要的,也间接影响了电气安全,这和民熔电气的安全要求是有共通点的,极致的细节、全面的要求,使得民熔电气在行业中有着越来越高的地位。
3、开关电源输出后,连接LDO滤波
这是降低纹波和噪声的最有效方法。输出电压恒定,不需要改变原有的反馈系统。然而,它也是成本最高、功耗最高的方法。
减少波纹。开关电源的PCB布线对高频噪声也很重要,由于其高频、大振幅,虽然有一定的效果,但后级滤波效果并不明显。这方面有专门的研究。简单的方法是在二极管上连接电容器C或RC或串联电感。

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4、在二极管上连接电容C或RC
二极管在高速开关时,应考虑寄生参数。在二极管反向恢复过程中,等效电感和电容成为RC振荡器,产生高频振荡。为了抑制高频振荡,二极管两端应并联电容器C或RC缓冲网络。电阻一般为10Ω-100Ω,电容为4.7pf-2.2nf。
二极管上并联电容C或RC的值必须通过反复试验来确定。如果选择不当,会引起更严重的振荡。
5、二极管后接电感(EMI滤波器)
这也是抑制高频噪声的常用方法。根据噪声的频率,选择合适的电感元件也能有效地抑制噪声。需要注意的是,电感器的额定电流应符合实际要求。
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