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減少開關電源模塊紋波噪音的方案
時間:2021-06-09 08:17:13 點擊次數:1133

開關電源模塊因為其開關管作業于高頻開關狀況,輸出的紋波噪聲較大,一般為輸出電壓的1%左右,低的為輸出電壓的0.5%左右,最好產品的紋波噪聲也有幾十mv。而線性電源的調整管作業于線性狀況,無紋波電壓,輸出的噪聲較小,其單位是μV。下面談下怎么減少電源的紋波噪音。

1、減少EMI干擾

能夠選用金屬外殼做屏蔽,減小外界電磁輻射干擾。減少從電源線輸入的電磁干擾,能夠在電源輸入端加EMI濾波器。

2、在輸出端選用高頻性能好、ESR低的電容

選用高分子聚合物固態電解質的鋁或鉭電解電容作輸出電容是最佳的,其特點是尺寸小而電容量大,高頻下ESR阻抗低,答應紋波電流大。最適用于高效率、低電壓、大電流降壓式DC/DC轉換器及電源作輸出電容。

3、選用與產品體系的頻率同步

為減小輸出噪聲,電源的開關頻率應與體系中的頻率同步,即電源選用外同步輸入體系的頻率,使開關的頻率與體系的頻率相同。

4、避免彼此干擾

在同一塊PCB電路板上可能有多個開關電源模塊一起作業。若電源是不屏蔽的、而且靠得很近,則可能彼此干擾使輸出噪聲增加。為避免這種彼此干擾可選用屏蔽辦法或將其恰當遠離,減少其彼此影響的干擾。

5、增加LC濾波器

為減小電源的紋波和噪聲,能夠在DC/DC模塊的輸入和輸出端加LC濾波器。

6、增加LDO

在開關電源模塊輸出后再加一個低壓差線性穩壓器(LDO)能大幅度地下降輸出噪聲,以滿足對噪聲特別有要求的電路需要,輸出噪聲可達μV級。因為LDO的壓差(輸入與輸出電壓的差值)僅幾百mV,則在開關電源的輸出略高于LDO幾百mV就能夠輸出規范電壓了,而且其損耗也不大。

7、增加有源EMI濾波器及有源輸出紋波衰減器

有源EMI濾波器可在150kHz~30MHz間衰減共模和差模噪聲,而且對衰減低頻噪聲特別有效。在250kHz時,可衰減60dB共模噪聲及80dB差模噪聲,在滿載時效率可達99%。輸出紋波衰減器可在1~500kHz范圍內減低電源輸出紋波和噪聲30dB以上,而且能改進動態呼應及減小輸出電容。

開關電源模塊輸出紋波噪聲的巨細與其電源的拓撲、各部分的電路設計及PCB設計有關。如:選用多相輸出結構,可有效地下降紋波輸出。現在的電源開關頻率越來越高,低的是幾十kHz,一般是幾百kHz,而高的可達1MHz以上。因而,發生的紋波噪聲頻率都很高,要減小紋波和噪聲最簡單的方法是在電源電路中加無源低通濾波器。

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