电源纹波的定义产生测量与抑制方法完整总结.docxVIP

◆定义：纹波是由于直流稳定电源的电压波动而造成的一种现象，因为直流稳定电源一般是由交流电源经整流稳压等环节而形成的，这就不可避免地在直流稳定量中多少带有一些交流成份，这种叠加在直流稳定量上的交流分量就称之为纹波。◆相关测量指标和测量方法：※最大纹波电压（峰峰值或有效值） 1.交流毫伏表（要注意其频响范围） 2.示波器：将示波器的输入设置为交流耦合，调整Y轴增益，使波形大小合适， 读出电压值，可估算出纹波电压的大小 ○用示波器对电源纹波测量的连线方式有以下几种：靠连法使用带有地线的示波器探头。将探针直接接触正输出的管脚。地线环直接接触负输出端的管脚。这样从示波器中读出的峰峰值为输出线上的纹波与噪声。直连法将地线环直接与负输出管脚连接，利用探头接地环进行输出端测试铰链法 输出管脚接双铰线后接电容，在电容两端用示波器测量注意事项：首先，要根据要求规定示波器测量纹波的带宽上限，以避免拾取超过纹波贷款上限的高频噪声，一般带宽上限设为20MHz.为了滤除叠加的直流电压，采用AC耦合输入方式；其次，摘掉探针的“帽子”，直接用探头的屏蔽地和信号输出地连接，减短长接地引线形成的天线；为减小探头感应的影响，多数情况下都采用在探头接入点的位置并联小电解电容和瓷片电容；此外，把示波器引线绕在铁芯上可减小共模电流，因为这样会形成一个不影响差分电压测量，但可降低由共模电流产生的测量误差的共模电感。※纹波系数纹波系数=纹波电压/输出电压※纹波电压抑制比在规定的纹波频率下，输入电压中的纹波电压Ui~与输出电压中的纹波电压Uo~之比◆抑制方法：1、在成本、体积允许的情况下，尽可能采用全波或三相全波整流电路；2、加大滤波电路中电容容量，条件许可时使用效果更好的LC滤波电路，多级滤波电路；3、使用效果好的稳压电路，对纹波抑制要求很高的地方使用线性模拟稳压电源而不使用开关电源；4、合理布线。补充分类说明：○低频纹波的抑制对开关电源来说，可采用前几预稳压和增大DcDc变换器闭环增益来消除；加大电容值和电感值可以减小输出纹波。○高频纹波的抑制减小变压器漏感；采用软恢复特性的高频整流管；采用高频滤波器；采用多级滤波；提高开关电源工作频率○共模纹波抑制减小寄生电容；在输出端加共模抑制电感及电容采用EMI滤波器降低开关毛刺幅度○控制环路的抑制调节输出端增加对地的补偿网络合理选择环路的放大倍数低噪声低压差线性调节器◆纹波产生与计算○对于线性电源： 它的纹波主要来自工频50Hz变压器 纹波电压的频率常常是50的整数倍PS纹波频率○对于半波整流，取50Hz○对于全波整流，取50Hz的2倍即100Hz○对于三相半波整流，取50Hz的3倍即150Hz○对于三相全波整流，取50Hz的6倍即300Hz通常幅值小较易滤除 可做到几Mv假定整流桥输出负载电流I负载电压V输入交流电压幅值Vm输入交流电压频率f则其输出纹波电压由下表计算：整流形式半波整流（平均值）全波整流（平均）纹波电压IV/（2fCVm）IV/(4fCVm)采用功率匹配法或等效电流源法计算纹波电压一般表示为?U=ILsin2wt/(2wC)○对于开关电源：产生的纹波比较复杂很难滤除而且幅值较大主要来源有五：低频纹波高频纹波：来源于开关变换电路 出现与开关上升与下降时间的频率相同或奇数倍频的噪声一般为几十MHz高频变压器的漏感也会产生高频干扰4种基本类型变换器的输出纹波电压列于下表：电路形式BUCKBOOSTBUCK-BOOSTCUK纹波电压(1-D)/8LCfs2D/RCfs2D/RCfs2(1-D)/8LCfs2（D为占空比 L为储能电感 C为滤波电容fs为开关频率）可见开关电源频率越高 电感和电容值越大 则输出纹波越小共模噪声开关器件产生的噪声输出端产生与开关同频率的纹波调节控制环路引起的纹波噪声