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关于开关电源纹波抑制的技术要点及措施
吴凌云李瑞正
(长江大学电子信息学院湖北荆州434000)
摘要：开关电源是电子产品唯一不可缺少的部分，电源纹波是检测电源的重要指标。效波电压容易在用电器上产生谱波，而谱波会产生转多的危害。总之，纹波对高放、本、混、滤波、检波、A/D变换等电路都会产生影响。本文阐述了开关电源纹波产生的原固以及在三种开关电源设计中降低输出效波所采用的一系列措范，并对其有效性进行了理论分析。
关键词：开关电源纹波抑制中图分类号：TP303
文献标识码：A
1、开关电源的综述
文章编号：1007-9416(2011)12-0205-02
换器的变比和控制系统的增益决定，例如：对普通24V电源来说，电
开关电源是一种电压转换电路，就是利用电子开关器件(如品体管，场效应管，可控硅喇流管等)，通过控制电路，他电子开关器件不停地"接通和"关断”，让电子开关器件对输人电压进行脉冲调制，从而实现AC/DC、DC/DC电压变换，以及输出电压可测和自动稳压。开关电源可以获得超过85%的能量转换效率，这意味着它比线性稳压电源又更好的能量转换效率。开关电源也有一个很究的电流和电压工作范围，主要的工作内容是升压和降压，广泛应用于现代电子产品。
开关电源实现电源的高频率、高效率、小体积、低成本。高工作频率，可以提高动态响应，也是减少体积和重量的重要途径；高效率，减少热损耗，实现高功率密度；小体积，减少变压器，电感和电容
的体积，同时还要兼顾高可靠性和低成本。 2、开关电源纹波的产生
2.1纹波
纹波是由于直流稳定电源一般是由交流电源经整流稳压等环节而形成的，这就不可避免地在直流稳定量中多少带有一些交流成份，这种叠加在直流稳定量上的交流分量就称之为纹波
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图1纹波的示波器截图
2.2纹波产生的过程
般的开关电源由AC/DC和DC/DC两部分组成。AC/DC的
基本结构为整流滤波电路，它输出的直流电压中含有交流低频纹波，其频率为输人交流电源频率的二倍，幅值与电源输出功率及滤波电容容量有关，一般控制在10%以内。该交流纹波经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
控制元件 Vin
来自脉冲调制器控制
a +fic 先
负载
图2降压型开关稳压器典型电路
万方数据
o Vin
压型控制DC/DC变换器的纹波抑制比一般为45~50dB，其输出端的低频交流纹波有效值为60~120mV。电流型控制DC/DC变换器的纹波抑制比稍有提高，但其输出端的低频交流纹波仍较大。若要实现开关电源的低纹波输出，则必须对低频电源纹波采取德波措
3、开关电源纹波的抑制
对于开关电源中的升压电路，降压电路和反相开关稳压电路三种电路中纹波抑制方法进行闸述。
3.1降压型开关稳压器
当输出电压比输出电压低时，采用降压型稳压器，如图2所示。当控制元件接通时，L存储能量，并向负载提供电流且向滤波电容充电。当控制元件关闭时，存储在L的能量释效，既向负载提供电流又继续对C，充电一当控制元件关闭且L放电完后，C，的能量用来维持对负载供电。
本电路的改进方式是利用LC滤波器对噪纹波的抑制作用（图 2-1)，根据要除去的纹波频率选择合适的电感电容构成滤波电路，一般能够很好的减小纹波，
调制器采样点选在LC滤波器之前(A)，输出电压会降低。因为任何电感都有一个直流电阻，当有电流输出时，在电感上会有压降产生，导致电源的输出电压降低。而且这个压降是随输出电流变化的。
调制器采样点选在LC滤波器之后(B),这样输出电压就是我们所希望得到的电压。但是这样在电源系统内部引人了一个电感和一个电容，有可能会导致系统不稳定。
3.2升压型开关稳压器
当要求输出电压比输入电压高时，可采用升压开关电路，如图 3所示。控制元件开通时，能量存储在电感中，被二极管隔离的负载由存储在C，中的能量供电。控制元件关断时，存储在L中的能量与输出电压相加，向负载供电，同时对C，充电——当控制元件关断且 L中的能量释放尽时，C,的能量用来供应负载电流。
本电路实际上是用二极管的等效电路(图3-1)。二板管高速导通载止时，要考虑寄生参数。在二极管反向恢复期间，等效电感和等效电容成为一个RC振荡器，产生高频振荡。为了抑制这种高频振荡，需在二极管两端并联电容C或RC缓冲网络。电阻一般取10Q一
控制元件
本
来白脉冲调制器控期
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图2-1降压型开关稳压器典型电路
门负费
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