開關(guān)電源紋波的產(chǎn)生、測(cè)量及抑制方法

開關(guān)電源是一種高效可靠的電源，其具有小體積、輕質(zhì)量、高效率和穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中。但是，隨著科技的不斷發(fā)展，開關(guān)電源紋波問題也愈加凸顯。本文將圍繞開關(guān)電源紋波的產(chǎn)生、測(cè)量和抑制方法展開詳細(xì)探討。

一、開關(guān)電源紋波的產(chǎn)生

開關(guān)電源紋波是指輸出電壓的波動(dòng)幅度，通常是以瞬時(shí)波動(dòng)量或者有效值來(lái)表示。在開關(guān)電源中，紋波產(chǎn)生的原因主要有以下幾點(diǎn)：

1.開關(guān)器件的開關(guān)行為與電源輸入電壓頻率不匹配，從而產(chǎn)生開關(guān)過渡過程中的瞬態(tài)電流和電壓波動(dòng)。

2.開關(guān)電源的電容濾波器不能完全濾除開關(guān)過渡過程中的瞬態(tài)波動(dòng)信號(hào)，導(dǎo)致輸出端產(chǎn)生波動(dòng)。

3.電源負(fù)載對(duì)電池電流的變化導(dǎo)致輸出電壓波動(dòng)。

4.電磁干擾、噪聲干擾和信號(hào)耦合等干擾源引起開關(guān)電源紋波。

綜上所述，開關(guān)電源紋波是由多種因素綜合作用而產(chǎn)生的，為了減小并控制開關(guān)電源紋波，我們需了解其產(chǎn)生機(jī)制，掌握恰當(dāng)?shù)臏y(cè)量和抑制方法。

二、開關(guān)電源紋波的測(cè)量

開關(guān)電源紋波測(cè)量的目的是了解電源輸出的準(zhǔn)確電壓波動(dòng)情況，以便在需求范圍內(nèi)對(duì)其進(jìn)行合理設(shè)計(jì)和控制。常見的開關(guān)電源紋波測(cè)量方法有以下幾種：

1.測(cè)量交流輸出電壓的波峰和波谷之間的平均值，即平均波形由此推算。

2.使用示波器直接測(cè)量交流電壓的峰峰值，除以2得到紋波的幅度。

3.使用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量有效值，在穩(wěn)態(tài)下讀取紋波的最大值和最小值，以此計(jì)算紋波幅值。

三、抑制開關(guān)電源紋波的方法

為了抑制開關(guān)電源紋波，可以從以下幾個(gè)方面入手：

1.使用更優(yōu)秀的開關(guān)器件：包括快恢復(fù)二極管、低內(nèi)阻MOSFET和IGBT等。這些器件具有響應(yīng)時(shí)間更短、開關(guān)頻率更高和能耗更少等優(yōu)點(diǎn)，可提高電源效率和抑制紋波。

2.增大濾波電容器容量：濾波電容器的容量越大，電路對(duì)瞬態(tài)波動(dòng)信號(hào)的響應(yīng)能力就越強(qiáng)。

3.優(yōu)化電源輸出調(diào)節(jié)電路：在電源輸出調(diào)節(jié)電路中，可以通過加入感性元件和調(diào)整反饋環(huán)路參數(shù)等方法抑制紋波。

4.防止電磁干擾：在電源設(shè)計(jì)中，應(yīng)加入一些電磁干擾隔離元件和線路降噪元件，防止外界噪聲的干擾，減少開關(guān)電源的紋波。

5.優(yōu)化電路板設(shè)計(jì)：應(yīng)提高電路板的品質(zhì)和布局，優(yōu)化走線，減少板內(nèi)串?dāng)_、交叉干擾等問題，以確保開關(guān)電源的正常工作和穩(wěn)定性。

結(jié)論

開關(guān)電源紋波的產(chǎn)生、測(cè)量和抑制方法是影響開關(guān)電源穩(wěn)定性和性能的重要因素。為了保證開關(guān)電源的準(zhǔn)確可靠的工作，我們需要掌握開關(guān)電源紋波產(chǎn)生機(jī)制、準(zhǔn)確測(cè)量方法和優(yōu)化設(shè)計(jì)抑制方法，從而最大限度地優(yōu)化開關(guān)電源的性能。