[转载]开关电源输出纹波的改善参考对策

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原文地址：开关电源输出纹波的改善参考对策作者：Renco

开关电源输出纹波主要来源于五个方面：

1.输入低频纹波：
  - 增加输出低频滤波的电感，电容容量及数量。低频纹波与输出电路的滤波电容容量及ESR相关：
    * 充放电时的电压升降量：Vripple1=Imax/(Co×f)------加大输出电容值，可以减小纹波，
    * 电流进/出电容时ESR上电压降量：Vripple2=∆I*ESR----采用并联的方式减小ESR值,或者使用Low ESR电容，可以减小纹波；

  - 但电容的容量不可能无限制地增加，因此可另外采用前馈控制方法，降低低频纹波分量(前馈控制feed forward control(FFC)是按照扰动产生校正作用的一种调节方式，其目的是加速系统响应速度，改善系统的调节品质，主要用于一些纯滞后或容量滞后较大的被控参数的控制)；

  - 增加输出走线(Trace)的宽度。

2.高频纹波:高频纹波噪声来源于高频功率开关变换电路
  - 适当提高开关频率，以提高高频纹波频率，
  - 采用多级滤波。

3.寄生参数引起的共模纹波噪声：主要由于功率器件与散热器底板，变压器原、副边之间存在寄生电容及导线存在寄生电感引起。
  - 减小与控制功率器件、变压器与机壳地之间的寄生电容，并将散热器有效接地(可选择通过电容接地，或电容串电阻接地)，同时在输出侧加共模电感及电容，
  - 降低开关尖刺幅度(降低漏感、开关管与整流管的寄生电容，适当调整RCD参数等）。

4.功率器件开关过程中产生的超高频谐振噪声，主要来源于：
  - 高频整流二极管反向恢复时二极管结电容、功率器件开关时功率器件结电容与线路寄生电感的谐振，其频率一般为1-10MHz；可以通过选用软恢复特性二极管、结电容小的开关管和减少布线长度等措施可以减少超高频谐振噪声。

  - 分布及寄生参数引起的开关电源噪声
    * 开关电源的分布参数是多数干扰的内在因素，开关电源和散热器之间的分布电容、变压器初次级之间的分布电容、原副边的漏感都是噪声源。
    * 共模干扰就是通过变压器初、次级之间的分布电容以及开关电源与散热器之间的分布电容传输的。其中变压器绕组的分布电容与高频变压器绕组结构、制造工艺有关。
    * 可以通过改进绕制工艺和结构、增加绕组之间的绝缘、采用法拉第屏蔽等方法来减小绕组间的分布电容。
    * 而开关电源与散热器之间的分布电容与开关管的结构以及开关管的安装方式有关。采用带有屏蔽的绝缘衬垫可以减小开关管与散热器之间的分布电容。
  - 设计PCB板最好注意以下几点:

    * 从输入到输出最好按顺序走线；

    * 开关变压器底下和附近不走取样电路，保护电路，主芯片及振荡相关电路的线路；

    * 总接地点取在输出滤波电容上比较合适，各电路接地点应从总接地点分别引出；
    * 驱动信号到开关管走线尽可能短，且尽可能的粗，开关变压器到输出整流管也是一样；

5. 闭环调节控制引起的纹波噪声

  - 在调节器输出增加对地的补偿网络，调节器的补偿可抑制调节器自激引起的纹波增大；

  - 合理选择闭环调节器的开环放大倍数和闭环调节器的参数，开环放大倍数过大有时会引起调节器的振荡或自激，使输出纹彼含量增加，过小的开环放大倍数使输出电压稳定性变差及纹波含量增加.所以调节器的开环放大倍数及闭环调节器的参数要合理选取，调试中要根据负载状况进行调节，以获得足够的环路稳定裕量。

  - 在反馈通道中不增加纯滞后滤波环节.使延时滞后降到最小.以增加闭环调节的快速性和及时性，对抑制输出电压纹波是有益的。

led2015

理论还是很重要，但是在实际操作中，还是会出现各种问题，纹波很难控制

zch_genius

led2015 发表于 2020-2-18 22:16 理论还是很重要，但是在实际操作中，还是会出现各种问题，纹波很难控制

先收集起来，留着产品出问题时，慢慢琢磨。

led2015

zch_genius 发表于 2020-2-21 15:48 先收集起来，留着产品出问题时，慢慢琢磨。

我以前蛮喜欢收集各种纹波，各种解释，但是最终都没能好好研究，至今还是一知半解的

zch_genius

led2015 发表于 2020-2-21 23:01 我以前蛮喜欢收集各种纹波，各种解释，但是最终都没能好好研究，至今还是一知半解的

理论联系实际，哪个有效接受哪个，自圆其说就可以了

led2015

zch_genius 发表于 2020-2-24 13:14 理论联系实际，哪个有效接受哪个，自圆其说就可以了

其实只要在设计里自己能懂就可以了，说给别人听不懂也没关系的