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控制变压器:开关电源中纹波的有效抑制措施

2018-03-09 09:29:21 德州信平电子有限公司 阅读

开关电源中有5种纹波

输入低频纹波;

高频纹波;

寄生参数引起的共模纹波噪声;

功率器件开关过程中产生的超高频谐振噪声;

闭环调节控制引起的纹波噪声。

  1. 低频纹波

  2. 6c38000261580127335b.jpg1.1.低频纹波是与输出电路的滤波电容容量相关。电容的容量不可能无限制地增加,导致输出低频纹波的残留。

1.2.交流纹波经DC/DC变换器衰减后,在开关电源输出端表现为低频噪声,其大小由DC/DC变换器的变比和控制系统的增益决定。

1.3.电流型控制DC/DC变换器的纹波抑制比电压型稍有提高。但其输出端的低频交流纹波仍较大。要实现开关电源的低纹波输出,必须对低频电源纹波采取滤波措施。

1.4.可采用前级预稳压和增大DC/DC变换器闭环增益来消除

2 低频纹波的抑制措施

2.1、加大输出低频滤波的电感,电容参数。

电容上的纹波有两个成分,一个是充放电时的电压升降量,一个是电流进出电容时ESR上的I*R电压降量。通过输出纹波与输出电容的关系式:vripple=Imax/(Co×f)可以看出,加大输出电容值可以减小纹波。或者考虑采用并联的方式减小ESR值,或者使用LOW ESR电容。

2.2、采用前馈控制方法,降低低频纹波分量。

feed forward control (FFC) 前馈控制是按照扰动产生校正作用的一种调节方式,主要用于一些纯滞后或容量滞后较大的被控参数的控制。其目的是加速系统响应速度,改善系统的调节品质。

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3.高频纹波:高频纹波噪声来源于高频功率开关变换电路。

在电路中,通过功率器件对输入直流电压进行高频开关变换后整流滤波再实现稳压输出的,在其输出端含有与开关工作频率相同频率的高频纹波,其对外电路的影响大小主要和开关电源的变换频率、输出滤波器的结构和参数有关; 设计中尽量提高功率变换器的工作频率,可以减少对高频开关纹波的滤波要求。

4。高频纹波抑制措施

高频纹波抑制常用的方法有以下几种:

4.1、提高开关电源工作频率,以提高高频纹波频率,其纹波电流△I可由下式算出:可以看出,增加L值,或者提高开关频率可以减小电感内的电流波动。

4.2、加大输出高频滤波器,可以抑制输出高频纹波。

4.3、采用多级滤波。一般滤波多采用C型、LC型、CLC型,为了更好的抑制纹波,可以采用增加多一级LC滤波。

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