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電容器
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電解電容對開關(guān)電源紋波的抑制

文章出處:作者:人氣:-發(fā)表時間:2019-01-08 16:23:00

 在電路中出現(xiàn)開關(guān)紋波這是合情合理,理論上和實際上都是一定存在的。通常抑制或減少它的做法有三種:

 
   1,加大電感和輸出電容濾波
   根據(jù)開關(guān)電源的公式,電感內(nèi)電流波動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。
 
  左圖是開關(guān)電源電感L內(nèi)的電流波形,其紋波電流△I可由下式算出:
可以看出,增加L值,或者提高開關(guān)頻率可以減小電感內(nèi)的電流波動。
同樣,輸出紋波與輸出電容的關(guān)系:vripple=Imax/(Co×f)。 可以看出,加大輸出電容值可以減小紋波。
通常的做法,對于輸出電容,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,所以會在它旁邊并聯(lián)一個陶瓷電容,來彌補(bǔ)鋁電解電容的不足。
同時,開關(guān)電源工作時,輸入端的電壓Vin不變,但是電流是隨開關(guān)變化的。這時輸入電源不會很好地提供電流,通常在靠近電流輸入端(以BucK型為例,是SWITcH附近),并聯(lián)電容來提供電流。
 
上面這種做法對減小紋波的作用是有限的。因為體積限制,電感不會做的很大;輸出電容增加到一定程度,對減小紋波就沒有明顯的效果了;增加開關(guān)頻率,又會增加開關(guān)損失。所以在要求比較嚴(yán)格時,這種方法并不是很好。
 
2,二級濾波,就是再加一級LC濾波器
LC濾波器對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。
但是,這種情況下需要考慮反饋比較電壓的采樣點
 
采樣點選在LC濾波器之前(Pa),輸出電壓會降低。因為任何電感都有一個直流電阻,當(dāng)有電流輸出時,在電感上會有壓降產(chǎn)生,導(dǎo)致電源的輸出電壓降低。而且這個壓降是隨輸出電流變化的。
采樣點選在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)部引入了一個電感和一個電容,有可能會導(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)寫了。

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