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如何整改开关电源纹波

来源:    作者:    发布时间:2024-11-13 00:11:01    浏览量:

5个常用套路整改开关电源纹波!开关电源纹波的测量  要有效降低开关电源输出纹波我们首先得有个比较靠谱的测试方法,不能是由于测试方法的问题而导致的假波形是整改不好的  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。

有些品牌示波器生产公司还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。

  开关电源纹波整改的5个常用套路  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五种:  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。

  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。

  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。

  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。

  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,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  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-100Ω,电容取4.7pF-2.2nF。

  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。

要有效降低开关电源输出纹波我们首先得有个比较靠谱的测试方法,不能是由于测试方法的问题而导致的假波形是整改不好的

桥堆总烧,导致前面的共模电感冒烟着火,电路贴上,大


有时候是上电一段时间(半个小时左右),有时候是刚上电,共模电感就噗的一下,冒烟着火。


图中RV1是压敏电阻,L1是共模电感。




经过测量,是桥堆的1、2脚短路,内部二极管

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