如何防止高頻開關電源紋波的產生
我們終極的目的是要把輸出紋波降低到可以忍受的程度,達到這個目的最根本的解決方法就是要盡量避免紋波的產生,首先要清晰高頻開關電源紋波的種類和產生原因。
跟著SWITCH的開關,電感L中的電流也是在輸出電流的有效值上下波動的。所以在輸出端也會泛起一個與SWITCH同頻率的紋波,一般所說的紋波就是指這個。它與輸出電容的容量和ESR有關系。這個紋波的頻率與開關電源相同,為幾十到幾百KHz。
另外,SWITCH一般選用雙極性晶體管或者MOSFET,無論是哪種,在其導通和截止的時候,都會有一個上升時間和下降時間。這時候在電路中就會泛起一個與SWITCH上升下降時間的頻率相同或者奇數倍頻的噪聲,一般為幾十MHz。同樣二極管D在反向恢復瞬間,其等效電路為電阻電容和電感的串聯,會引起諧振,產生的噪聲頻率也為幾十MHz。這兩種噪聲一般叫做高頻噪聲,幅值通常要比紋波大得多。
假如是AC/DC變換器,除了上述兩種紋波(噪聲)以外,還有AC噪聲,頻率是輸入AC電源的頻率,為50~60Hz左右。還有一種共模噪聲,是因為良多高頻開關電源的功率器件使用外殼作為散熱器,產生的等效電容導致的。由于本人是做汽車電子研發的,對于后兩種噪聲接觸較少,所以暫不考慮。
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