直流電源低頻紋波產生原因以及抑制方法

2021-10-25 01:53:05 字數 1443 閱讀 6509

紋波主要表現在五個方面:輸入低頻紋波、高頻紋波、寄生引數引起的共模紋波雜訊、功率器件開關時產生的超高頻諧振雜訊、閉環調節控制引起的紋波雜訊。

1低頻紋波與輸出電路的濾波器電容容量有關。電容器的容量不能無限制的增加,導致輸出低頻紋波的殘留。經直流/直流變換器衰減後,直流穩壓電源的輸出出現低頻雜訊,這在很大程度上取決於直流/直流變換器的比例和控制系統的增益。電流控制的dc/dc變換器的紋波抑制效果略優於電壓控制的dc/dc變換器。但其輸出低頻交流紋波較大。要實現直流穩壓電源的低紋波輸出,必須對低頻電源的紋波採取濾波措施。利用前級的預壓可以提高直流/直流變換器的閉環增益。

幾種常見的低頻紋波抑制方法:

a.增加輸出低頻濾波器的電感和電容引數,將低頻紋波減小到要求的指標。

b.採用前饋控制方法,減少低頻紋波成分。

2高頻紋波雜訊的高頻電源開關變換電路,電路,通過對高頻開關電源裝置的輸入直流電壓變換,然後達到穩定輸出整流濾波器,其輸出是一樣的開關工作頻率高頻脈動頻率的影響主要外部電路和直流穩壓電源的大小轉換頻率,輸出濾波器的結構和引數,在設計中盡量提高功率變換器的工作頻率,可以降低高頻開關紋波濾波器的要求。

抑制高頻紋波的目的是為高頻紋波提供通路。常用的方法如下:

a.提高直流穩壓電源的工作頻率,提高高頻紋波頻率,有利於抑制輸出高頻紋波

b.增加輸出高頻濾波器可以抑制輸出高頻紋波。

c.採用多級濾波。

3.由於寄生電容和寄生電感之間的功率器件和散熱器的底板和中小學的變壓器,當矩形波電壓作用於電源裝置,模紋波雜訊將生成的輸出端直流穩壓電源。通過減小控制電源裝置、變壓器和底盤之間的寄生電容,在輸出側增加共模電感和電容,抑制電感和電容,可以降低輸出共模紋波雜訊。

降低輸出共模紋波雜訊的常用方法:

a.輸出採用專門設計的emi濾波器。

b.降低開關的毛刺幅度。

4超高頻率共振雜訊主要來自於高頻整流二極體反向恢復二極體結電容,開關電源的功率器件裝置結線寄生電容和電感的共振,頻率通常是1 - 10 mhz,通過選擇特徵的軟恢復二極體,開關管的結電容小,減少佈線的長度和其他措施可以減少超高頻率共振噪音。

直流穩壓電源的輸出電壓需要進行閉環控制,調節器引數設計不當也會引起紋波。當輸出端波動時,通過反饋網路進入調節器迴路,可能會導致調節器的自激振盪並引起附加紋波。這種紋波電壓一般沒有固定頻率。在開關型直流電源中,由於調壓器的引數選擇不當,導致輸出紋波增大。

這部分紋波可以通過以下方法抑制:

a.在穩壓器輸出端向地面新增補償網路,對穩壓器進行補償可以抑制穩壓器自激引起的紋波增加。

b.合理選擇閉環調節器的開環放大係數和引數。開環放大係數過大,有時會引起調節器的振盪或自激,增加輸出紋波含量;開環放大係數過小會使輸出電壓穩定性變差,紋波含量增加,開環放大倍數和引數。

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