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如何降低开关电源纹波

工程师邓生 来源:未知 作者:刘芹 2023-08-29 10:38 次阅读

如何降低开关电源纹波

开关电源的纹波是指电源输出直流电中所包含的交流成分,通常以直流电的峰值值为100%,将交流成分的峰值按百分比表示,就是纹波的峰值值。纹波严重时,会影响正常的工作。

那么如何降低开关电源的纹波呢?下面本文将从以下几个方面详细介绍。

一、选用合适的滤波元件

由于开关电源的输出是由半桥输出,因此需要一定的输出滤波措施来削除纹波信号。同时,根据电子元器件的特性,不同类型的滤波电容具有不同的频率特性和容值特性,因此,选择合适的滤波元件可以有效地降低电源纹波。

独立的感性滤波电路可以有效地降低纹波,因为感性元件可以将高频交流信号过滤掉。而大容值电容也可以过滤中低频纹波。

二、提高基准电压稳定性

开关电源的输出电压是通过反馈电路进行调节的,因此,反馈电路的稳定性是决定开关电源输出电压在工作范围内的变化和变化大小的重要因素。如果反馈电路不够稳定,则开关电源的输出电压会发生较大的波动,造成因电源纹波而导致的工作不稳定。

为了提高反馈电路的稳定性,可以采用改进的电路设计、优化反馈网络,选用高质量的组件和元器件等。

三、优化开关电源拓扑结构设计

拓扑结构是开关电源的核心部分,直接影响电源的效率、功率密度和纹波等性能。因此,优化拓扑结构设计可以有效地降低开关电源纹波。

中转转换器是一种能够实现高效率、高性能和窄带纹波的开关电源拓扑结构。采用中转转换器的开关电源,可以减少开关元件损失和互感器损失,从而大幅度提高开关电源的效率和质量。

四、优化布线和地线设计

在开关电源设计中,正确的布线和地线设计可以有效地减少电源纹波。因此,在设计过程中需要特别注意以下两个方面。

一是要保持模拟数字电路间的物理隔离。模拟电路和数字电路的设计原则迥然不同,两者之间往往产生相互干扰。因此,在芯片设计中,需要将模拟和数字电路分开布线,避免它们之间相互干扰。

二是要正确安排地线,特别是在控制电路和输出电路之间的地线。地线的不恰当连接会带来共模噪声,这是导致电源纹波的重要因素之一。因此,在布线设计过程中,需要合理安排地线连接,确保电源输出端与控制电路的地线成为一个整体。

五、选用高效率、低噪声转换器

高效率、低噪声的转换器可以有效地降低开关电源的纹波。对于一些特殊的应用场合,这种转换器的性能更是不可或缺。

例如,将集成电路应用于无线电设备中时,需要降低电源纹波,确保信号的稳定性。此时,可以通过选择高效率、低噪声的转换器来实现。

六、合理设计变压器

变压器在开关电源中起着至关重要的作用,因为它可以将电压提升或降低至所需电平。但是,如果变压器的设计不合理,就会导致电源纹波的产生。

为了降低电源纹波,可以通过合理设计变压器来实现。例如,为变压器选用高品质的材料、优化变比和诱导率等参数、采取合理的结构,都可以有效地降低开关电源的纹波。

七、控制开关电源负载

最后,合理控制负载也是降低开关电源纹波的一个重要因素。如果负载过大,开关电源就会出现失调,从而导致电源输出电压的峰峰值变大,产生更多的纹波。

为了避免这种情况的发生,需要合理控制负载,优化参数设计。常见的方法包括采用负载均衡控制、实现负载和电源的匹配等。

总之,降低开关电源纹波需要从多个方面进行设计和优化。通过合理的电路设计、选用高质量的组件和元器件,可以使开关电源在输出电压稳定的同时,有效地降低电源纹波,确保工作的可靠性和稳定性。

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