开关电源的纹波怎么算，大家聊聊吧！

heningbo

开关电源的纹波怎么算，大家聊聊吧！ [复制链接]

最近一直从事电源的测试工作，也看了一些电源方面的书，但是有一个问题没有搞清楚，buck电路的输出纹波怎么算。
自己思考了一下应该是
                                       dV=C*di*dt；
dv就是纹波了吧，di是电感上电流的值，dt是持续的时间。

但是我看好多厂家，电解电容的选择都是日本NICHICON，有什么原因吗？
电容的ESR对纹波或整个环路有什么影响？


请各位大神指点

qwqwqw2088

日本NICHICON的电容是好
相对红宝石也叫蓝宝石，漏电流小，esr小，，一般都是认为要选择低ESR的系列，不过也与负载有关，负载越大，esr不变时，纹波电流变大，纹波电压也变大

chunyang

对滤波效果而言，电容的ESL和ESR参数都很重要，学电子的人都该知道：电感会阻止电流的突变，电阻则限制了电流的变化率，这些影响对电容的充放电显然都不利。优质的电容在设计及制造时都采取了必要的手段来降低ESL和ESR，故而横向比较起来，同样的容量滤波效果却不同。当然，一分价钱一分货，好货自然不便宜。

heningbo

假如我要设计一款电源，控制IC、MOS管、电感和电容都选好了。
我怎样确定环路是稳定的？

my_love_dream

一般的开关电源书籍都会讲到怎么算纹波，大题分解为：滤波电容对电压的积分+滤波电容的ESR+滤波电容的ESL+noise；
见附件！

heningbo

是不是noise是一个很飘渺的东东？在不同的环境下，那玩意不同

my_love_dream

额，应该示波器的地线夹子会引起不少的noise。

my_love_dream

可以参考开关电源设计（第三版）中第355页的分析，无论是锁相环还是开关电源，环路的稳定性分析都是一样的。
是由穿越频率的相位裕度决定，见附图。

maychang

纹波计算比较复杂。
原则上，要将输入的矩形波进行傅立叶展开成各次谐波的级数，计算每个谐波的衰减，再求和。最后的结果不仅与滤波电感、滤波电容有关，而且与负载电阻有关。当然，计算时是将滤波电感和滤波电容看成理想元件，若考虑电感的直流电阻以及电容的ESR，那就更复杂了。
所以，通常都是估算，再留出一定余量，以满足设计要求。对样机需要实际测试，若不能满足设计要求，则需要更改滤波元件参数。

maychang

很难。
以Buck电路为例，电感中电流连续和断续，开关电源的传递函数完全不同。电流连续时环路稳定，电流断续时未必稳定。而电感中电流是否连续，除与电感量等有关外，还与负载有关。更要命的是，电流是否连续还与占空比有关，而占空比是由反馈电路控制的。
不仅Buck，其它如Boost以及由基本拓扑衍生出来的正激、反激等也是一样。
若要求所有可能产生的工作状态下都稳定，通常要加假负载以保证Buck电路电感电流总是连续(对Buck/Boost或反激则保证不会在连续断续之间转变)，或者把反馈环路时间常数设计得非常大(这会在很大程度上降低开关电源的响应速度)。
对输出电压可调整的开关电源(例如实验室用的0～30V输出电源)，环路稳定的难度更大。对这类电源，往往要在开关电源之后再加一级线性调整。

qwqwqw2088

理论计算如楼上所说，
但电解电容的选择很重要，，
在输出端采用高频性能好、ESR低的电容，高频下ESR阻抗低，允许纹波电流大。可以在高频下使用
如采用普通的铝电解电容作输出电容，无法在高频（100kHz以上的频率）下工作，即使电容量也无效，因为超过10kHz时，它已成电感特性了。