buck电源纹波电压与电感有什么关系?
<section data-mpa-powered-by="yiban.io">纹波电压是指输出电压中含有的微量的电压变动成分,这些电压变动与开关频率同步发生,理想情况下的纹波电压为零。这是因为,如果纹波电压变动较大并低于负载端的系统最低工作电压,将会导致系统运作出现异常。近年,DC-DC转换器的低电压、大电流化正呈发展趋势,因此有必要为其提供更加稳定的电压。</section><section> </section>
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<p>图3-3-1 什么是纹波电压</p>
<p>和验证效率时一样,下面将就电感的变化对纹波电压产生的影响进行调查。</p>
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<p>图3-3-2 通过仿真实验进行的纹波电压评估</p>
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<section>仿真软件 : LTSPICE</section>
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<li>
<section>DC-DC转换器 : Switch model</section>
</li>
<li>
<section>工作频率 : 4MHz</section>
</li>
<li>
<section>输入电压 : 3.6V</section>
</li>
<li>
<section>输出电压:1.8V</section>
</li>
<li>
<section>输出电流Iout : 2A</section>
</li>
<li>
<section>电感 : 0.47/1.0/2.2µH</section>
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</li>
</ul>
<p>通过图3-3-3,可知电感越高,纹波电压的抑制效果就越好。电感越高,流过电感器的纹波电流就越能得到抑制,因此输出的纹波电压也会随之减少。须注意的是,电感会因直流叠加特性而下降。使用直流叠加特性较差的元件会导致电感下降、纹波电压增加。因此,很显然在进行选择时要确保Isat大于负载电流。</p>
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<p>图3-3-3 纹波电压和电感</p>
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<p>无论哪种开关电源,LC都构成一个二阶低通滤波。当开关电源的开关频率远高于LC谐振频率时,L每增大10倍,输出端信号成分就衰减到1/10。由此,L越大,输出纹波越小。</p>
<p>L是这样,C也是这样。C容量增加到10倍,纹波衰减到1/10。</p>
<p>开关频率不变时,增大电感,感搞变大。</p>
<p>增大开关频率,在相同的电感时,感抗增大,滤波效果变好了。</p>
<p>电容增加高频、高压的小电容,</p>
<p>4M的开关频率很高了,相对50K、100K的开关频率就是高太多了。</p>
<p>从图上看,047uH 时纹波的峰峰值大约是15mV,2.2uH时峰峰值就是五分之一是3mV, </p>
<p>纹波占比 1.5mV/1.8V *100%=0.083% 很好的了。</p>
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