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電源紋波產(chǎn)生的原因和通常的解決方法
一、開(kāi)關(guān)電源的概念
習慣上，高頻開(kāi)關(guān)整流AC-DC和DC-DC改換器被稱(chēng)作開(kāi)關(guān)電源。因為其高作業(yè)頻率，帶來(lái)了設備的體積和重量的減小。因為開(kāi)關(guān)電源的改換效率高，能量損耗削減，下降了電源環(huán)境溫度，改善了作業(yè)人員的環(huán)境。作業(yè)性能的進(jìn)步。相對于相控電源來(lái)說(shuō)，開(kāi)關(guān)電源不只節省能源，也節省了資料和體積。
開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品首要使用領(lǐng)域有計算機、通訊辦公設備、操控設備、電子儀器、電視、攝像機、電子游戲機等產(chǎn)品。在電腦、電子儀器和通訊系統中使用極為廣泛的開(kāi)關(guān)電源，在近半個(gè)世紀的開(kāi)展過(guò)程中，因具有輕、小、高效等優(yōu)點(diǎn)而逐步替代傳統的線(xiàn)性電源和相控電源，成為電子電源中的主流產(chǎn)品。
開(kāi)關(guān)電源開(kāi)展中一個(gè)永久的主題是完成電源的高頻率、高效率、小體積、低成本。高作業(yè)頻率，能夠進(jìn)步動(dòng)態(tài)呼應，也是削減體積和重量的重要途徑；高效率，削減熱損耗，完成高功率密度；小體積，削減變壓器，電感和電容的體積，一起還要統籌高可靠性和低成本。
二、開(kāi)關(guān)電源紋波發(fā)生的機理和解決方案
1、紋波發(fā)生的機理
慣例AC/DC，關(guān)電源的作業(yè)模式是把電網(wǎng)電壓全波整流變?yōu)橹绷麟�，�?jīng)高頻開(kāi)關(guān)改換由開(kāi)關(guān)變壓器阻隔并升、降壓，經(jīng)高頻二極管整流濾波后以直流電輸出。開(kāi)關(guān)電源輸出紋波首要來(lái)源于五個(gè)方面：輸入低頻紋波、高頻紋波、寄生參數引起的共模紋波噪聲、功率器材開(kāi)關(guān)過(guò)程中發(fā)生的超高頻諧振噪聲和閉環(huán)調理操控引起的紋波噪聲。
（1）低頻紋波
低頻紋波是與輸出電路的濾波電容容量相關(guān)。因為開(kāi)關(guān)電源體積的限制，電解電容的容量不可能無(wú)限制地添加，導致輸出低頻紋波的殘留，該輸出紋波頻率隨整流電路辦法的不同而不同。
一般的開(kāi)關(guān)電源由AC / DC和DC / DC兩部分組成。AC / DC的根本結構為整流濾波電路，它輸出的直流電壓中含有溝通低頻紋波，其頻率為輸入溝通電源頻率的二倍，幅值與電源輸出功率及濾波電容容量有關(guān)，一般操控在10%以?xún)�。該溝通紋波經(jīng)DC/DC改換器衰減后，在開(kāi)關(guān)電源輸出端表現為低頻噪聲，其巨細由DC/DC改換器的變比和操控系統的增益決議。例如：對一般24V電源來(lái)說(shuō)，電壓型操控DC/DC改換器的紋波按捺比一般為45～50dB，其輸出端的低頻溝通紋波有效值為60～120mV。電流型操控DC / DC改換器的紋波按捺比稍有進(jìn)步，但其輸出端的低頻溝通紋波仍較大。若要完成開(kāi)關(guān)電源的低紋波輸出，則必須對低頻電源紋波采取濾波措施�？蛇x用前級預穩壓和增大DC / DC改換器閉環(huán)增益來(lái)消除。
（2）高頻紋波
高頻紋波噪聲來(lái)源于高頻功率開(kāi)關(guān)改換電路，在電路中，經(jīng)過(guò)功率器材對輸入直流電壓進(jìn)行高頻開(kāi)關(guān)改換而后整流濾波再完成穩壓輸出的，在其輸出端含有與開(kāi)關(guān)作業(yè)頻率相同頻率的高頻紋波，其對外電路的影響巨細首要和開(kāi)關(guān)電源的改換頻率、輸出濾波器的結構和參數有關(guān)，規劃中盡量進(jìn)步功率改換器的作業(yè)頻率，能夠削減對高頻開(kāi)關(guān)紋波的濾波要求。
（3）共模紋波噪聲
因為功率器材與散熱器底板和變壓器原、副邊之間存在寄生電容，導線(xiàn)存在寄生電感，因此當矩形波電壓作用于功率器材時(shí)，開(kāi)關(guān)電源的輸出端因此會(huì )發(fā)生共模紋波嗓聲。減小與操控功率器材、變壓器與機殼地之間的寄生電容，并在輸出側加共模按捺電感及電容，可減小輸出的共模紋波噪聲。
（4）超高頻諧振噪聲
超高頻諧振噪聲首要來(lái)源于高頻整流二極管反向恢復時(shí)二極管結電容、功率器材開(kāi)關(guān)時(shí)功率器材結電容與線(xiàn)路寄生電感的諧振，頻率一般為1～10MHz，經(jīng)過(guò)選用軟恢復特性二極管、結電容小的開(kāi)關(guān)管和削減布線(xiàn)長(cháng)度等措施能夠削減超高頻諧振噪聲。
（5）閉環(huán)調理操控引起的紋波噪聲
開(kāi)關(guān)電源都需對輸出電壓進(jìn)行閉環(huán)操控，調理器參數規劃的不適當也會(huì )引起紋波。當輸出端動(dòng)搖時(shí)經(jīng)過(guò)反饋網(wǎng)絡(luò )進(jìn)入調理器回路，可能導致調理器的自激振蕩，引起附加紋波。此紋波電壓一般沒(méi)有固定的頻率。
2、按捺紋波的一般措施和辦法
（1）低頻紋波的按捺
低頻紋波按捺的幾種常用的辦法：
a、加大輸出低頻濾波的電感，電容參數，使低頻紋波下降到所需的目標。
b、選用前饋操控辦法，下降低頻紋波重量。
（2）高頻紋波的按捺
高頻紋波按捺的目的是給高頻紋波供給通路，常用的辦法有以下幾種：
a、進(jìn)步開(kāi)關(guān)電源作業(yè)頻率，以進(jìn)步高頻紋波頻率，有利于按捺輸出高頻紋波。
b、加大輸出高頻濾波器，能夠按捺輸出高頻紋波。
c、選用多級濾波。
（3）共模紋波噪聲的按捺
減小輸出共模紋波嗓聲的常用辦法：
a.輸出選用專(zhuān)門(mén)規劃的EMI濾波器
b.下降開(kāi)關(guān)毛刺起伏
（4）閉環(huán)調理器參數不適當引起的紋波按捺
在開(kāi)關(guān)直流電源中，往往因調理器參數挑選不適當會(huì )引起輸出紋波的增大，這部分紋波可經(jīng)過(guò)以下辦法進(jìn)行按捺。
a、在調理器輸出添加對地的補償網(wǎng)絡(luò )，調理器的補償可按捺調理器自激引起的紋波增大。
b、合理挑選閉環(huán)調理器的開(kāi)環(huán)擴大倍數和閉環(huán)調理器的參數，開(kāi)環(huán)擴大倍數過(guò)大有時(shí)會(huì )引起調理器的振蕩或自激，使輸出紋彼含量添加，過(guò)小的開(kāi)環(huán)擴大倍數使輸出電壓穩定性變差及紋波含量添加，所以調理器的開(kāi)環(huán)擴大倍數及閉環(huán)調理器的參數要合理選取，調試中要根據負載情況進(jìn)行調理。
c、在反饋通道中不添加純滯后濾波環(huán)節，使延時(shí)滯后降到最小，以添加閉環(huán)調理的快速性和及時(shí)性，對按捺輸出電壓紋波是有利的。
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