抑制紋波、減小高頻噪聲超簡(jiǎn)單

開(kāi)關(guān)電源的紋波和噪聲是一個(gè)本質(zhì)問(wèn)題,，換而言之無(wú)論紋波和噪聲多么小,，也無(wú)法從根本上去除,，再絕對(duì)的講，開(kāi)關(guān)電源無(wú)論成本怎么提高,，也無(wú)法完全達(dá)到線性電源的性能和特點(diǎn),。那么，通常抑制或減少它的做法有五種：
1.加大電感和輸出電容濾波
根據(jù)開(kāi)關(guān)電源的公式,，電感內(nèi)電流波動(dòng)大小和電感值成反比,，輸出紋波和輸出電容值成反比。所以加大電感值和輸出電容值可以減小紋波,。
同樣,，輸出紋波與輸出電容的關(guān)系：vripple=Imax/(Co×f)?？梢钥闯?，加大輸出電容值可以減小紋波。
通常的做法，對(duì)于輸出電容,，使用鋁電解電容以達(dá)到大容量的目的,。但是電解電容在抑制高頻噪聲方面效果不是很好，而且ESR 也比較大,，所以會(huì)在它旁邊并聯(lián)一個(gè)陶瓷電容,，來(lái)彌補(bǔ)鋁電解電容的不足。
同時(shí),，開(kāi)關(guān)電源工作時(shí),，輸入端的電壓Vin 不變，但是電流是隨開(kāi)關(guān)變化的,。這時(shí)輸入電源不會(huì)很好地提供電流,，通常在靠近電流輸入端(以BucK 型為例，是SWITcH 附近),，并聯(lián)電容來(lái)提供電流,。
上面這種做法對(duì)減小紋波的作用是有限的。因?yàn)轶w積限制,，電感不會(huì)做的很大,；輸出電容增加到一定程度，對(duì)減小紋波就沒(méi)有明顯的效果了,；增加開(kāi)關(guān)頻率,，又會(huì)增加開(kāi)關(guān)損失。所以在要求比較嚴(yán)格時(shí),，這種方法并不是很好,。關(guān)于開(kāi)關(guān)電源的原理等，可以參考各類開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)手冊(cè),。
2.二級(jí)濾波,，就是再加一級(jí)LC 濾波器
LC 濾波器對(duì)噪紋波的抑制作用比較明顯，根據(jù)要除去的紋波頻率選擇合適的電感電容構(gòu)成濾波電路,，一般能夠很好的減小紋波,。
采樣點(diǎn)選在LC 濾波器之前(Pa)，輸出電壓會(huì)降低,。因?yàn)槿魏坞姼卸加幸粋€(gè)直流電阻,，當(dāng)有電流輸出時(shí)，在電感上會(huì)有壓降產(chǎn)生,，導(dǎo)致電源的輸出電壓降低,。而且這個(gè)壓降是隨輸出電流變化的。
采樣點(diǎn)選在LC 濾波器之后(Pb),，這樣輸出電壓就是我們所希望得到的電壓,。但是這樣在電源系統(tǒng)內(nèi)部引入了一個(gè)電感和一個(gè)電容,，有可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。關(guān)于系統(tǒng)穩(wěn)定,，很多資料有介紹,，這里不詳細(xì)寫(xiě)了。
3.開(kāi)關(guān)電源輸出之后,，接LDO 濾波
這是減少紋波和噪聲最有效的辦法,，輸出電壓恒定,，不需要改變?cè)械姆答佅到y(tǒng),，但也是成本最高，功耗最高的辦法,。任何一款LDO 都有一項(xiàng)指標(biāo)：噪音抑制比,。是一條頻率-dB 曲線。
對(duì)減小紋波,。開(kāi)關(guān)電源的PCB 布線也非常關(guān)鍵,，這是個(gè)很赫手的問(wèn)題。有專門(mén)的開(kāi)關(guān)電源PCB 工程師,，對(duì)于高頻噪聲,，由于頻率高幅值較大，后級(jí)濾波雖然有一定作用,，但效果不明顯,。這方面有專門(mén)的研究，簡(jiǎn)單的做法是在二極管上并電容C 或RC,，或串聯(lián)電感,。
4.在二極管上并電容C 或RC
二極管高速導(dǎo)通截止時(shí)，要考慮寄生參數(shù),。在二極管反向恢復(fù)期間,，等效電感和等效電容成為一個(gè)RC 振蕩器，產(chǎn)生高頻振蕩,。為了抑制這種高頻振蕩,，需在二極管兩端并聯(lián)電容C或RC 緩沖網(wǎng)絡(luò)。電阻一般取10Ω-100Ω,，電容取4.7pF-2.2nF,。
在二極管上并聯(lián)的電容C 或者RC，其取值要經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)才能確定,。如果選用不當(dāng),，反而會(huì)造成更嚴(yán)重的振蕩。
對(duì)高頻噪聲要求嚴(yán)格的話,，可以采用軟開(kāi)關(guān)技術(shù),。關(guān)于軟開(kāi)關(guān),，有很多書(shū)專門(mén)介紹。
5.二極管后接電感（EMI 濾波）
這也是常用的抑制高頻噪聲的方法,。針對(duì)產(chǎn)生噪聲的頻率,，選擇合適的電感元件，同樣能夠有效地抑制噪聲,。需要注意的是,，電感的額定電流要滿足實(shí)際的要求。
小結(jié)：開(kāi)關(guān)電源的應(yīng)用和趨勢(shì)事實(shí)上從未停止過(guò),，解決開(kāi)關(guān)電源的場(chǎng)合應(yīng)用問(wèn)題最根本的最大的方向是受干擾用電設(shè)備與開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)的干擾頻點(diǎn)匹配問(wèn)題,，解決這一關(guān)鍵影響才是開(kāi)關(guān)電源應(yīng)用的宗旨和目的，任何一個(gè)易受干擾設(shè)備,，無(wú)論多么的復(fù)雜和精密它都會(huì)有一個(gè)干擾范圍和頻點(diǎn),。