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  • 1 # 玩轉嵌入式

    任何電子產品都離不開電源,良好的電源引數決定了產品工作效能的穩定與否,尤其是對電源要求比較嚴格的產品。在電源設計中,紋波和噪聲是影響電源效能的兩個重要引數。

    1.什麼是紋波、噪聲

    紋波和噪聲是兩個截然不同的概念,他們的概念和區別描述如下:

    紋波,即波動,其波動頻率與開關頻率相同,是MOS開關頻繁關斷/導透過程所導致的,疊加在直流之上;

    噪聲,即噪音,多為不規則的尖峰脈衝,雜亂無章。

    2.在輸出端合理的加入電感和電容

    電感具有阻礙電流變化的作用,所以在輸出端加入電感可以減小電流的波動,一般電流的波動情況和電感的關係可以透過如下公式得出:

    ΔI=(Vin-Vout)×Vout/L×f×Vin,可見增大電感頻率可以減小電流的波動,但並不是越大越好,要根據實際計算和除錯情況綜合確定。

    增大濾波電容可以使輸出波形更加平滑,大容值的電容一般都使用鋁電解電容,但是鋁電解電容的等效串聯電阻ESR相對較大,所以鋁電解一般配合瓷片電容來使用。

    3.在輸入端加入電容

    現在常用的電源降壓方案都是透過MOS管頻率開斷來實現的,雖然頻率很高。但是在電源輸入側的電壓輸入雖然不變,但是電流確實隨MOS管的開斷變化的,所以一般在電源輸入端也設計一個較大容量的鋁電解電容和瓷片電容並聯的形式。

    4.考慮加入多級LC濾波電路

    前文第2條講過,加入電感電容電路可以有效的抑制紋波和噪聲,如果對輸出波形不滿意的話,在成本範圍內可以再考慮加入一級LC濾波電路。

    5.最佳化PCB走線和元器件佈局

    PCB的走線和元器件的佈局對抑制紋波和噪聲起著非常關鍵的作用,在電源設計中,前文講過都在電源輸入和輸出端加入了電容,在走線時一定要保證:

    對於輸入而言,電源一定要先經過濾波電容再進入後級的降壓電路;

    對於輸出而言,電源一定要先經過濾波電容再給負載供電;

    總之,要先經過電容。

  • 2 # Talk工控白

    紋波是說在直流電壓或電流上有規律的疊加在直流穩定量上交流分量。換句話說,理想的電壓電流是完美的一條直線,實際上電壓電流並不是這樣的,是疊加很多的波動,而且這些波動頻率是固定的。

    噪聲是疊加在紋波上,並非連續存在的,而是電壓/電流的尖峰。簡單的看,噪聲其實就是疊加在紋波上的雜波,噪聲頻率並不是固定統一的,而是存在一些偶然性的。

    開關電源設計如何抑制紋波噪聲?

    加大電感和輸出電容濾波;由於電感內電流波動大小與電感值成反比,輸出紋波與電容值成反比,因此加大電感和電容值可減小紋波。二級濾波,再加一級LC濾波器;LC.濾波器對噪聲紋波抑制作用比較明顯,於是有需要慮除紋波頻率則用合適的電感和電容組成的濾波電路,一般用LC濾波器可較好的減小紋波。開關電源輸出後,接低壓差線性穩壓器濾波;這種辦法是抑制紋波與噪聲最為有效的辦法,原有的反饋系統無需更改,可是成本高且功耗也最高。正確且合理的印刷電路板佈線;其佈線非常關鍵對減小紋波來說,因此要注意PCB板佈局及佈線和接地。

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