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如何降低電壓紋波

2020-04-16
來源:與非網

電源紋波實際上就是一個直流電壓中摻雜的交流電壓,我們平時所說的直流電壓按照理論上本來應該是一個固定的值,但是這個是根本不可能的,因為我們所有的電源都是從市電通過交流電壓整流、濾波后得來的,沒有辦法做到完全濾除干凈,所以就會有剩余的交流成分;這些交流成分的紋波電壓通常用有效值或峰值表示。

   

如果電源的紋波過大,那么容易在用電器上產生諧波,而諧波會產生更多的危害;最直觀的就是降低了電源的效率;還有可能較強的紋波會造成浪涌電壓或電流的產生,導致燒毀用電器;也會干擾數字電路的邏輯關系,影響其正常工作。

 

我們一般減弱紋波的方法有 5 種:

第一種是加大輸出電感和輸出電容來進行濾波,這種也是最簡單方便的一種濾波手段,因為加大輸出電容值可以延緩導通時間,增大電源的調節時間達到減小紋波的目的;通常的做法,對于輸出電容,使用鋁電解電容以達到大容量的目的。但是電解電容在抑制高頻噪聲方面效果不是很好,而且 ESR 也比較大,所以會在它旁邊并聯一個陶瓷電容,來彌補鋁電解電容的不足;同時,開關電源工作時,輸入端的電壓 Vin 不變,但是電流是隨開關變化的。這時輸入電源不會很好地提供電流,通常在靠近電流輸入端并聯電容來提供電流。

 

第二種是在輸出端增加一級 LC 濾波線路;LC 濾波器對噪紋波的抑制作用比較明顯,根據要除去的紋波頻率選擇合適的電感電容構成濾波電路,一般能夠很好的減小紋波;采樣點選在 LC 濾波器之前。

 

第三種是在開關電源輸出之后接 LDO 濾波;這種方法是減少紋波和噪聲最有效的辦法,輸出電壓恒定,不需要改變原有的反饋系統,但是也是成本最高,功耗最高的辦法,一般使用在需要高精度輸出的高端開關電源上,例如服務器的信號,醫療設備之類的高精度儀器上。

 

第四種是在二極管上并電容 C 或 RC,這種方法是有風險的,因為在二極管上并上一個電容或者 RC 線路,就有可能會構成振蕩線路,如果參數沒有調整好的化,那么就有可能然電源發生振蕩現象。

 

第五種在輸出二極管后再接一個π型線路進行濾波,這種方法是中高端電源常用的一種濾波手段,這種手段比 LC 的濾波效果會好一點,也被稱為 CLC 濾波器。


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