关于电路设计中的电源纹波抑制和减少的一些好的方法

随着全球多样化的发展，我们的生活也在不断变化着，包括我们接触的各种各样的电子产品，那么你一定不知道这些产品的一些组成，比如纹波。说到纹波，我们一直想做到抑制或减少它。但是理想化和实际中还是存在一定差距，在一定的环境下纹波是存在的。下面我们知晓下电源纹波抑制和减少的最有效的方式!

1.增加电感和输出电容器滤波：根据开关电源的公式，电感器中的电流波动与电感值成反比，输出纹波与输出电容器值成反比。因此，增加电感值和输出电容值可以减少纹波。类似地，输出纹波与输出电容之间的关系为：vripple = Imax /(Co×f)。可以看出，增加输出电容值可以减小纹波。

通常的做法是将铝电解电容器用作输出电容器，以实现大容量。但是，电解电容器在抑制高频噪声方面不是很有效，ESR相对较大，因此陶瓷电容器将与其并联连接，以弥补铝电解电容器的不足。同时，当开关电源工作时，输入端子上的电压Vin不变，但是电流随开关而变化。此时，输入电源将无法很好地提供电流。通常，它靠近电流输入端子(对于BucK型，靠近SWITcH)，并联电容器提供电流。

上述方法在减小波纹方面受到限制。由于体积的限制，电感不会很大。输出电容增加到一定程度，减小纹波效果不明显。增加开关频率将增加开关损耗。因此，当要求相对严格时，此方法不是很好。有关开关电源的原理，请参阅各种开关电源设计手册。

2.二级滤波是增加一级LC滤波器：LC滤波器对噪声纹波的抑制效果更明显。根据要去除的纹波频率，选择合适的电感和电容形成滤波电路，通常可以减小小纹波。如果在LC滤波器(Pa)之前选择了采样点，则输出电压将降低。因为任何电感器都具有直流电阻，所以当有电流输出时，电感器两端将出现压降，从而导致电源输出电压降低。并且该电压降随输出电流而变化。

在LC滤波器(Pb)之后选择采样点，这样输出电压就是我们想要的电压。但这会在电源系统内部引入电感器和电容器，这可能会导致系统不稳定。关于系统的稳定性，已经介绍了许多材料，因此在此不再详细介绍。

3.切换电源输出后，连接到LDO滤波器：这是减少纹波和噪声的最有效方法。输出电压是恒定的，不需要更改原始的反馈系统，但这也是最昂贵，功率最高的方法。任何LDO都有一个指标：噪声抑制比。它是一条频率-dB曲线，如右图所示是Linear Technology LT3024的曲线。

减少波纹。开关电源的PCB布局也很关键，这是一个非常强大的问题。有专门的开关电源PCB工程师。对于高频噪声，由于高频和大振幅，尽管后置滤波器具有一定的作用，但作用并不明显。在这方面有专门的研究，简单的方法是在二极管或串联电感器上并联一个电容器C或RC。

4.二极管上的并联电容C或RC：高速开关二极管时应考虑寄生参数。在二极管反向恢复期间，等效电感和等效电容成为RC振荡器，从而产生高频振荡。为了抑制这种高频振荡，必须在二极管两端并联连接一个电容C或RC缓冲网络。电阻通常为10Ω-100Ω，电容为4.7pF-2.2nF。

二极管上并联的电容器C或RC的值只能在反复试验后确定。如果选择不正确，将导致更严重的振荡。如果对高频噪声的要求严格，则可以使用软开关技术。有很多书籍专门介绍软交换。

5.在二极管(EMI滤波器)之后连接电感器：这也是抑制高频噪声的常用方法。考虑到噪声的频率，选择合适的电感分量也可以有效地抑制噪声。需要说明的是，电感的额定电流必须符合实际要求。更简单的方法将不再详细说明。

在研究设计过程中，一定会有这样或着那样的问题，这就需要我们的科研工作者在设计过程中不断总结经验，这样才能促进产品的不断革新。