低頻紋波、高頻紋波、環路紋波、共模噪聲、諧振噪聲!
2020-11-28 電子工程專輯《反激開關電源培訓班》開班通知
低頻紋波
低頻紋波是與輸出電路的濾波電容容量相關。由於開關電源體積的限制，電解電容的容量不可能無限制地增加，導致輸出低頻紋波的殘留，該輸出紋波頻率隨整流電路方式的不同而不同。
一般的開關電源由AC/DC和DC/DC兩部分組成。AC/DC的基本結構為整流濾波電路，它輸出的直流電壓中含有交流低頻紋波，其頻率為輸入交流電源頻率的二倍，幅值與電源輸出功率及濾波電容容量有關，一般控制在10%以內。該交流紋波經DC/DC變換器衰減後，在開關電源輸出端表現為低頻噪聲，其大小由DC/DC變換器的變比和控制系統的增益決定。
低頻紋波
例如：對普通24V電源來說，電壓型控制DC/DC變換器的紋波抑制比一般為45～50dB，其輸出端的低頻交流紋波有效值為60～120mV。電流型控制DC/DC變換器的紋波抑制比稍有提高，但其輸出端的低頻交流紋波仍較大。若要實現開關電源的低紋波輸出，則必須對低頻電源紋波採取濾波措施。可採用前級預穩壓和增大DC/DC變換器閉環增益來消除。
低頻紋波的抑制
a、加大輸出低頻濾波的電感，電容參數，使低頻紋波降低到所需的指標。
b、採用前饋控制方法，降低低頻紋波分量。
高頻紋波
高頻紋波噪聲來源於高頻功率開關變換電路，在電路中，通過功率器件對輸入直流電壓進行高頻開關變換而後整流濾波再實現穩壓輸出的，在其輸出端含有與開關工作頻率相同頻率的高頻紋波，其對外電路的影響大小主要和開關電源的變換頻率、輸出濾波器的結構和參數有關，設計中儘量提高功率變換器的工作頻率，可以減少對高頻開關紋波的濾波要求。
高頻紋波
高頻紋波的抑制
a、提高開關電源工作頻率，以提高高頻紋波頻率，有利於抑制輸出高頻紋波。
b、加大輸出高頻濾波器，可以抑制輸出高頻紋波。
c、採用多級濾波。
共模紋波噪聲
由於功率器件與散熱器底板和變壓器原、副邊之間存在寄生電容，導線存在寄生電感，因此當矩形波電壓作用於功率器件時，開關電源的輸出端因此會產生共模紋波噪聲。減小與控制功率器件、變壓器與機殼地之間的寄生電容，並在輸出側加共模抑制電感及電容，可減小輸出的共模紋波噪聲。
共模紋波噪聲
a.輸出採用專門設計的EMI濾波器
b.降低開關毛刺幅度
超高頻諧振噪聲
超高頻諧振噪聲主要來源於高頻整流二極體反向恢復時二極體結電容、功率器件開關時功率器件結電容與線路寄生電感的諧振，頻率一般為1～10MHz，通過選用軟恢復特性二極體、結電容小的開關管和減少布線長度等措施可以減少超高頻諧振噪聲。
超高頻諧振噪聲
超高頻諧振噪聲的抑制
通過選用軟恢復特性二極體、結電容小的開關管和減少布線長度等措施可以減少超高頻諧振噪聲。
閉環調節控制引起的紋波噪聲
開關電源都需對輸出電壓進行閉環控制，調節器參數設計的不適當也會引起紋波。當輸出端波動時通過反饋網絡進入調節器迴路，可能導致調節器的自激振蕩，引起附加紋波。此紋波電壓一般沒有固定的頻率。
閉環調節控制引起的紋波噪聲
閉環調節控制引起的紋波噪聲的抑制
在開關直流電源中，往往因調節器參數選擇不適當會引起輸出紋波的增大，這部分紋波可通過以下方法進行抑制。
a、在調節器輸出增加對地的補償網絡，調節器的補償可抑制調節器自激引起的紋波增大。
b、合理選擇閉環調節器的開環放大倍數和閉環調節器的參數，開環放大倍數過大有時會引起調節器的振蕩或自激，使輸出紋彼含量增加，過小的開環放大倍數使輸出電壓穩定性變差及紋波含量增加，所以調節器的開環放大倍數及閉環調節器的參數要合理選取，調試中要根據負載狀況進行調節。
c、在反饋通道中不增加純滯後濾波環節，使延時滯後降到最小，以增加閉環調節的快速性和及時性，對抑制輸出電壓紋波是有益的。
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教你幾招降低開關電源輸出紋波與噪聲
、高頻紋波、寄生參數引起的共模紋波噪聲、功率器件開關過程中產生的超高頻諧振噪聲和閉環調節控制引起的紋波噪聲。 1、低頻紋波是與輸出電路的濾波電容容量相關。電容的容量不可能無限制地增加，導致輸出低頻紋波的殘留。交流紋經 DC/DC 變換器衰減後，在開關電源輸出端表現為低頻噪聲，其大由 DC/DC 變換器的變比和控制系統的增益決定。 -
示波器在測試電源紋波/噪聲上的應用
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使用電源軌道探頭評估電壓紋波和噪聲
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電源紋波的測量和抑制
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降低電源紋波噪聲的一些常用方法
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電源紋波測試的正確方法
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硬體篇之電源紋波噪聲測試
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開關電源輸出紋波很大是什麼原因及解決方法
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電源設計小貼士:精確測量電源紋波
精確地測量電源紋波本身就是一門藝術。在圖1所示的示例中，一名初級工程師完全錯誤地使用了一臺示波器。 -
示波器測量電源紋波&噪聲技術
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如何測試開關電源紋波才能達到最準確
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電解電容壽命紋波電流測試
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DC-DC模塊的電源紋波測量
本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/108152.htm 為了確定我們的電源乾淨，必須對DC-DC模塊的輸出紋波進行測量。但很多人測量得到的紋波值動輒上百mV，甚至幾百mV，遠遠比器件手冊提供的最大紋波值大，這主要是測量方法的不正確造成的。 -
如何用示波器正確測量電源紋波
圖1 不正確的紋波測量方式 從圖中可以看出，所測的波形夾雜著許多的噪聲和雜波，直流、交流波形混在一起，沒辦法清晰的觀察紋波，導致無法準確的測量紋波的值。很多工程師測量紋波出現這種情況是因為沒有掌握正確的紋波測量方法。 二、正確的電源紋波測試方法 1、首先探頭要選擇合適的檔位，如果電壓比較大，或者對帶寬要求比較高的情況下可使用X10檔，普通情況下建議使用X1檔，避免不必要的噪聲衰減影響紋波的測量。 -
同步降壓轉換器電路分析及輸出紋波的探討
本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201612/326291.htm電子3C產品功能愈來愈豐富且IC製程的進化趨向於低壓大電流，使得晶片對電源的漣波及噪聲(Ripple Noise)要求更為嚴謹。數字產品強調輕薄，相對地，電源模塊為符合此要求勢必提升切換頻率以縮小外部零件體積。 -
確保降低直流充電樁電源模塊的輸出紋波
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500W電源橫評:輸出紋波3款電源超標
英特爾的ATX電源規範對紋波的限值為+12V輸出的紋波要控制在120mV之內，+5V及+3.3V輸出紋波應控制在50mV，這也是我們本次橫評採用的限值。，按照電源的參數銘設置滿載（500W負載）之後記錄各路輸出紋波，包括高頻紋波（10微伏）及低頻紋波（10毫伏），取最大值作為測試結果，然後和電源規範的限值（+12V限值為120mV，+5V/+3.3V限值為50mV）進行比對，有一項超標即認為不合格。 -
電容基本概念之紋波電流
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