開關(guān)電源輸出紋波主要來源于五個(gè)方面:
1.輸入低頻紋波:
- 增加輸出低頻濾波的電感,電容容量及數(shù)量。低頻紋波與輸出電路的濾波電容容量及esr相關(guān):
* 充放電時(shí)的電壓升降量:vripple1=imax/(co×f)------加大輸出電容值,可以減小紋波,
* 電流進(jìn)/出電容時(shí)esr上電壓降量:vripple2=∆i*esr----采用并聯(lián)的方式減小esr值,或者使用low esr電容,可以減小紋波;
- 但電容的容量不可能無限制地增加,因此可另外采用前饋控制方法,降低低頻紋波分量(前饋控制feed forward control(ffc)是按照擾動(dòng)產(chǎn)生校正作用的一種調(diào)節(jié)方式,其目的是加速系統(tǒng)響應(yīng)速度,改善系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì),主要用于一些純滯后或容量滯后較大的被控參數(shù)的控制);
- 增加輸出走線(trace)的寬度。
2.高頻紋波:高頻紋波噪聲來源于高頻功率開關(guān)變換電路
- 適當(dāng)提高開關(guān)頻率,以提高高頻紋波頻率,
- 采用多級(jí)濾波。
3.寄生參數(shù)引起的共模紋波噪聲:主要由于功率器件與散熱器底板,變壓器原、副邊之間存在寄生電容及導(dǎo)線存在寄生電感引起。
- 減小與控制功率器件、變壓器與機(jī)殼地之間的寄生電容,并將散熱器有效接地(可選擇通過電容接地,或電容串電阻接地),同時(shí)在輸出側(cè)加共模電感及電容,
- 降低開關(guān)尖刺幅度(降低漏感、開關(guān)管與整流管的寄生電容,適當(dāng)調(diào)整rcd參數(shù)等)。
4.功率器件開關(guān)過程中產(chǎn)生的超高頻諧振噪聲,主要來源于:
- 高頻整流二極管反向恢復(fù)時(shí)二極管結(jié)電容、功率器件開關(guān)時(shí)功率器件結(jié)電容與線路寄生電感的諧振,其頻率一般為1-10mhz;可以通過選用軟恢復(fù)特性二極管、結(jié)電容小的開關(guān)管和減少布線長(zhǎng)度等措施可以減少超高頻諧振噪聲。
- 分布及寄生參數(shù)引起的開關(guān)電源噪聲
* 開關(guān)電源的分布參數(shù)是多數(shù)干擾的內(nèi)在因素,開關(guān)電源和散熱器之間的分布電容、變壓器初次級(jí)之間的分布電容、原副邊的漏感都是噪聲源。
* 共模干擾就是通過變壓器初、次級(jí)之間的分布電容以及開關(guān)電源與散熱器之間的分布電容傳輸?shù)摹F渲凶儔浩骼@組的分布電容與高頻變壓器繞組結(jié)構(gòu)、制造工藝有關(guān)。
* 可以通過改進(jìn)繞制工藝和結(jié)構(gòu)、增加繞組之間的絕緣、采用法拉第屏蔽等方法來減小繞組間的分布電容。
* 而開關(guān)電源與散熱器之間的分布電容與開關(guān)管的結(jié)構(gòu)以及開關(guān)管的安裝方式有關(guān)。采用帶有屏蔽的絕緣襯墊可以減小開關(guān)管與散熱器之間的分布電容。
- 設(shè)計(jì)pcb板最好注意以下幾點(diǎn):
* 從輸入到輸出最好按順序走線;
* 開關(guān)變壓器底下和附近不走取樣電路,保護(hù)電路,主芯片及振蕩相關(guān)電路的線路;
* 總接地點(diǎn)取在輸出濾波電容上比較合適,各電路接地點(diǎn)應(yīng)從總接地點(diǎn)分別引出;
* 驅(qū)動(dòng)信號(hào)到開關(guān)管走線盡可能短,且盡可能的粗,開關(guān)變壓器到輸出整流管也是一樣;
5. 閉環(huán)調(diào)節(jié)控制引起的紋波噪聲
-在調(diào)節(jié)器輸出增加對(duì)地的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò),調(diào)節(jié)器的補(bǔ)償可抑制調(diào)節(jié)器自激引起的紋波增大;
- 合理選擇閉環(huán)調(diào)節(jié)器的開環(huán)放大倍數(shù)和閉環(huán)調(diào)節(jié)器的參數(shù),開環(huán)放大倍數(shù)過大有時(shí)會(huì)引起調(diào)節(jié)器的振蕩或自激,使輸出紋彼含量增加,過小的開環(huán)放大倍數(shù)使輸出電壓穩(wěn)定性變差及紋波含量增加.所以調(diào)節(jié)器的開環(huán)放大倍數(shù)及閉環(huán)調(diào)節(jié)器的參數(shù)要合理選取,調(diào)試中要根據(jù)負(fù)載狀況進(jìn)行調(diào)節(jié),以獲得足夠的環(huán)路穩(wěn)定裕量。
- 在反饋通道中不增加純滯后濾波環(huán)節(jié).使延時(shí)滯后降到最小.以增加閉環(huán)調(diào)節(jié)的快速性和及時(shí)性,對(duì)抑制輸出電壓紋波是有益的。