开关电源输出纹波很大是什么原因及办理要领

2021-08-29 15:59:59

  连年来,开关电源以其体积小,重量轻,效率高档利益,在工程规模、医疗机构、科学研究等方面有着越来越遍及的应用。本文着重办理一款能输出10 A电流12V电压的非凡恒流源的纹波抑制问题,专门用于大功率的半导体激光器驱动。该激光器需求高不变的光功率输出,激光器输出光功率的不变性是一个主要参数,半导体激光器的光功率不变性主要表示在输入电流的不变性,输入电流的纹波越小光功率不变性越好。今朝,办理开关电源纹波的要领有若干种,各有其优缺点,由于输出电流是10 A的大电流,一般的要领不能合用。

  纹波是工频引起的,减小纹波,浸染很大的要领:

  1.,输出用π型电路,就是一个电容,一个电感,再一个电容的方法。

  2。输出电容必然要用高频低阻,甚至用固态电容,

  这两点是最有结果的要领。 尚有加大电容容量都行,但这个结果就没那么明明

  开关电源纹波的发生

  我们最终的目标是要把输出纹波低落到可以忍受的水平,到达这个目标最基础的办理要领就是要只管制止纹波的发生,首先要清楚开关电源纹波的种类和发生原因。

  跟着SWITCH的开关,电感L中的电流也是在输出电流的有效值上下颠簸的。所以在输出端也会呈现一个与SWITcH同频率的纹波,一般所说的纹波就是指这个。它与输出电容的容量和ESR有干系。这个纹波的频率与开关电源沟通,为几十到几百KHz。

  别的,SWITCH一般选用双极性晶体管可能MOSFET,不管是哪种,在其导通和截至的时候,城市有一个上升时间和下降时间。这时候在电路中就会呈现一个与SWITCH上升下降时间的频率沟通可能奇数倍频的噪声,一般为几十MHz。同样二极管D在反向规复瞬间,其等效电路为电阻电容和电感的串联,会引起谐振,发生的噪声频率也为几十MHz。这两种噪声一般叫做高频噪声,幅值凡是要比纹波大得多。

  假如是AC/DC调动器,除了上述两种纹波(噪声)以外,尚有AC噪声,频率是输入AC电源的频率,为50~60Hz阁下。尚有一种共模噪声,是由于许多开关电源的功率器件利用外壳作为散热器,发生的等效电容导致的。因为本人是做汽车电子研发的,对付后两种噪声打仗较少,所以暂不思量。

  开关电源纹波的丈量

  根基要求:利用示波器AC耦合 ,20MHz带脱期制 ,拔掉探头的地线

  1,AC耦合是去掉叠加的直流电压,获得精确的波形。

  2,打开20MHz带脱期制是防备高频噪声的滋扰,防备测堕落误的功效。因为高频身分幅值较大,丈量的时候应撤除。

  3,拔掉示波器探头的接地夹,利用接地环丈量,是为了淘汰滋扰。许多部分没有接地环,假如误差答允也直接用探头的接地夹丈量。但在判定是否及格时要思量这个因素。

  尚有一点是要利用50Ω终端。横河示波器的资料上先容说,50Ω模块是撤除DC身分,准确丈量AC身分。可是很少有示波器配这种专门的探头,大大都环境是利用标配100KΩ到10MΩ的探头丈量,影响临时不清楚。

  上面是丈量开关纹波时根基的留意事项。假如示波器探头不是直接打仗输出点,应该用双绞线,可能50Ω同轴电缆方法丈量。

  在丈量高频噪声时,利用示波器的全通带,一般为几百兆到GHz级别。其他与上述沟通。大概差异的公司有差异的测试要领。归根到底第一要清楚本身的测试功效。第二要获得客户承认。

  纹波抑制要领

  滤波法

  滤波法是最容易的要领之一,因为输出有纹波,那么设计就一个符合的滤波器滤除。滤波器有有源滤波器也有无源滤波器。滤波器是在输出回路中并联可能串联若干电阻电容来实现的。该要领必需通过具体严谨的计较得出纹波频率特性,从而选出准确的阻值和容值。该要领固然简朴,可是一旦电容失效,电阻失效或稍有不准确的处所,极有大概混入新的纹波或噪声,反而加大了输出纹波。而且该要领在小功率开关电源中可以思量,假如是几十安培的大电流,几十瓦的大功率电源中,损耗是不容忽视,并且体积也会随之增大。LC低通滤波器见图1。

  

开关电源输出纹波很大是什么原因及办理要领

  开关电源纹波的发生个中一个主要因素在于MOS管的开通关断。因此可以在MOSFET部门设计接收开关尖峰脉冲的电路。开关尖峰接收电路有多种。图2为LC接收电路举例。该要领合用于MOSFET外置的拓扑布局,对付一些内置集成MOSFET的集成模块就无能为力。并且这种接收电路同样也需要准确计较。

  

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