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如何有效解决开关电源纹波大的问题?

发布时间:2017-12-13

开关电源如果纹波是50Hz或者是100Hz有效值波形,那很可能是输入滤波大电解小了,如果纹波是开关频率的有效值波形,那是输出电感或者输出电解小了,如果纹波是高频波形,那可能是反馈电路的元器件参数不对,当然也有可能是线路板排板走线不好,开关管或者整流管与电路配置不佳产生的。原因很多,关键要看纹波的具体波形。

开关电源测试系统

总结起来,开关电源要降低纹波主要要在以下三个方面下功夫

1、储能电感。储能电感在工作频率下的Q值越大越好,很多人只注意到电感量,其实Q值的影响要大得多,电感量只要满足要求允许在很大范围内波动。

2、滤波电容。滤波电容的ESR和ESL是非常重要的参数,越低越好,仅追求容量是远远不够的,当然在满足足够低的ESR和ESL的前提下,容量大些较好。开关电源的滤波电容优选X7R或X5R电容与钽电解的组合,纹波稍放宽可用Y5V电容和瘦高外观的铝电解(低ESL型)配合。

3、做好PCB的设计。开关电源的PCB设计非常重要,在前两个条件都满足时如果纹波参数还是达不到手册中载明的数值,问题就可以肯定是出在PCB上,开关电源芯片的取样及滤波回路的设计非常讲究,PCB分布参数会导致调整误差或滤波效率变差,严重时甚至可能导致自激(一般在特定的负载强度下发生),故不得不查。原则是取样回路和滤波回路要尽量贴近开关电源IC,PCB走线不可太长、太细,类似的储能电感也有同样原则,只是影响稍小,布局、走线不利相当于降低了电感的Q值。

当然,因开关电源IC的内电路设计不同纹波指标也是不同的,多数情况下,开关频率高的容易获得较低的纹波,但价格及对外围元件的要求相对更高,所以要根据需要合理选择,够用即可,否则要付出不必要的成本,器件手册的仔细阅读及理解是比较重要的准备工作。

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