抑制或减少开关电源纹波的五种做法

  浏览量2024-05-14 作者: 安博体育官方网站下载

  本文通过对Buck电路中元器件的计算公式,推导出纹波电压、电流的计算公式。根据影响因素,对电感量、电容量的选择做多元化的分析比较,从而得出纹波的抑制方法。

  低压差线性稳压器(LDO)的优点之一是它们能够衰减开关模式电源产生的电压纹波。这对锁相环(PLL)和时钟等信号调节器件在内的数据转换器特别的重要,因为噪声电源电压会影响性能。我的同事Xavier Ramus在博客中介绍了噪音对信号调节设备的不利影响:减少高速信号链电源问题。然而,电源抑制比(PSRR)仍然通常被误认为单一的静态值。在这篇文章中,我将尝试说明什么是PSRR以及影响它的变量有哪些。 什么是PSRR? PSRR是许多LDO数据手册中的公共技术方面的要求。它规定了某个频率的AC元件从输入到LDO输出的衰减程度。公式1表示PSRR为: 该等式告诉您衰

  纹波,理论上和实际上都是一定存在的。通常抑制或减少它的做法有5种:1、加大电感和输出电容滤波根据开关电源的公式,电感内电流波动大小和电感值成反比,输出纹波和输出电容值成反比。所以加大电感值和输出电容值能减小纹波。同样,输出纹波与输出电容的关系:vripple=Imax/(Co×f)。 能够准确的看出,加大输出电容值能减小纹波。通常的做法,对于输出电容,使用铝电解电容以达到大容量的目的。但是电解电容在抑制高频噪声方面效果不是很好,而且ESR也比较大,所以会在它旁边并联一个陶瓷电容,来弥补铝电解电容的不足。同时,开关电源工作时,输入端的电压Vin不变,但是电流是随开关变化的。这时

  图1所示电路是一款高度集成、16位、1 MSPS、多路复用、8通道、灵活的数字采集系统(DAS),集成可编程增益仪表放大器(PGIA),可处理全范围工业级信号。 图1. 完整的5 V、单电源、8通道数据采集解决方案,集成PGIA(原理示意图:未显示所有连接和去耦) +5 V单电源为电路供电,高效率、低纹波升压转换器产生 ±15 V电压,可处理最高±24.576 V的差分输入信号(±2 LSB INL最大值、±0.5 LSB DNL典型值)。对于高精度应用,这 款紧凑、经济型电路能提供高精度和低噪声性能。 基于逐次逼近寄存器(SAR)的数据采集系统集成真正的高 阻抗差分输入缓冲器,因此无需额外缓冲;缓冲通常用来 减少基于容性数模转换器(DAC)的SAR模数转换器(ADC)产 生的反冲。此外,该电路具有高共模抑制,无需外部仪表 放大器;而通常存在共模信号的应用中要使用到仪表放大 器。 ADAS3022是完整的16位、1 MSPS数据采集系统,集成如下 器件:一个8通道、低泄漏多路复用器;一个具有高共模 抑制的可编程增益仪表放大器级;一个精密低漂移4.096 V 基准电压源;一个基准电压缓冲器;以及一个高性能、无 延迟、16位SAR ADC。ADAS3022在每个转换周期结束时降 低功耗,因此,工作电流和功耗与吞吐率成线性比例关 系,使其成为低采样速率电池供电应用的理想选择。 ADAS3022 集成8路输入和1路COM输入;该COM输入可配 置为8路单端通道、参考同一基准电压的8路通道、4路差 分通道或单端和差分通道的不同组合。 图1所示电路中,经 ADR434运算放大器缓冲后的 AD8031 低 噪声基准电压源提供参考电压。 AD8031 能够以迅速恢复的 方式驱动动态负载,因此很适合用作参考缓冲器。 ADP1613 是一款DC-DC升压转换器,集成电源开关,在不 影响 ADAS3022 性能的情况下为ADAS3022提供片内输入多 路复用器以及可编程增益仪表放大器所需的±15 V高压电源。 本电路采取 ADAS3022、 ADP1613、 ADR434和AD8031精密 器件的组合,可同时提供高精度和低噪声性能。

  摘要:为了更好的提高开关电源电能质量,通过高频大功率整流和逆变开关电源理论分析可知,开关电源是影响电能质量的主要污染源,同时通过专用谐波测试仪可得,在开关电源中3次、4次、5次谐波的含量最大,其他高次谐波虽然也存在,但是其能量很低,在抑制时可忽略,因此在开关电源中3次、4次、5次谐波是影响系统污染的根本原因。针对开关电源产生的谐波给电网造成的污染以及影响自身控制管理系统带来的危害,设计出一个通用的三相无源滤波器装置,该装置不仅能抑制谐波还可提升系统功率因素。通过试验表明,应用这种方法能达到理想的效果,各次谐波的含量低于我国制定的标准,使电网谐波降低,交流纹波成分减少。 0.前言 近年来,

  什么是开关电源的纹波?他有什么影响?本篇是以开关电源的纹波如何抑制或减少的处理方法而展开的,纹波理论上和实际上都是一定存在的。通常抑制或减少它的做法有5种办法,下面我们一一解读这几种办法! 1)加大电感和输出电容滤波 根据开关电源的公式,电感内电流波动大小和电感值成反比,输出纹波和输出电容值成反比。所以加大电感值和输出电容值能减小纹波。同样,输出纹波与输出电容的关系:vripple=Imax/(Co×f)。 能够准确的看出,加大输出电容值能减小纹波。 通常的做法,对于输出电容,使用铝电解电容以达到大容量的目的。但是电解电容在抑制高频噪声方面效果不是很好,而且ESR也比较大,所以会在它旁边并联一个陶瓷电容,来弥补铝电解电容的不足。同时,开关电源工作时,输入端的电压Vin不变,但是电流是随开关变化的。这时输入电源不会很好地提供电流,通常在靠近电流输入端(以BucK型为例,是SWITcH附近),并联电容来提供电流。 上面这样的做法对减小纹波的作用是有限的。因为体积限制,电感不会做的很大;输出电容增加到某些特定的程度,对减小纹波就无显著的效果了;增加开关频率,又会增加开关损失。所以在要求比较严

  摘要:设计了高压直流开关电源,主电路采取两级结构,前级为具有软开关的有源功率因数校正(APFC)电路,能够降低谐波含量,提高功率因数,降低开关管损耗。后级采用在初级加箝位二极管的改进型零电压开关(ZVS)移相全桥变换器,有效抑制了次级整流桥输出振荡和电压尖峰,减少了损耗及输出纹波。对控制管理系统进行合理设计,提高了控制精度及开关电源性能。最后研制厂一台2.4 kW实验样机,通过实验验证了电源系统模块设计的可行性。 关键词:开关电源;有源功率因数校正;箝位二极管     1 引言 在国内,低压通信电源较成熟,高压开关电源尚处于研究阶段。一般大功率直流开关电源输入多采用220 V交

  纹波■开关电源的输出并不是真正恒定的,输出存在着周期性的抖动,这些 抖动看上去就和水纹一样,称为纹波。纹波可以是电压或电流纹波。■通常用2个参数来描述纹波:最大纹波电压:纹波的峰峰值。纹波系数:交流分量的有效值与直流分量之比。 纹波产生的原因■开关电源的纹波来自2个地方:低频纹波:来自AC输入的周期,电源对输入的抑制比不是完美的,当输入 变化,输出也会变化。高频纹波:来自开关切换的周期,开关电源不是线性连续输出能量,而是 将能量组成一个个包来传输,因此会存在和开关周期相对应的纹波。■如果是线性电源,是没开关纹波的,只有低频纹波。 纹波的影响■最大纹波会决定输出的峰值,本来输出是稳定的某个电压或电流,由 于纹波的影响,使得输出的峰值比平均值高,这可能会损坏负载。比如,对LED来说,过高的电流会减少LED的寿命。■过大的纹波系数会使得输出的能量不均衡平滑,从而偏离了直流输出 这个要求。比如,对LED来说,过大的纹波系数会使得LED亮度变化,造成闪烁。■如果开关电源用来驱动电池,LED灯这种负载,低频纹波的影响更大, 如果是驱动IC这种高速型负载,高频纹波的影响更大。纹波与噪声

  对于开关纹波,理论上和实际上都是一定存在的。通常抑制或减少它的做法有几种,文章就为大家介绍一下。

  堆高机,高尔夫球车和电动工具的电动牵引部分是需要低电压,高电流的STEVAL-CTM009V1套件方案是展示基于STripFET:trade_mark:F7技术的ST功率MOSFET的功能, 搭配L6491高电流能力栅极驱动器是这应用的理想选择。 STEVAL-CTM009V1套件由STEVAL-CTM004V1,STEVAL-CTM005V1,STEVAL-CTM006V1,STEVAL-CTM008V1板组成,这些板组装在一起,为三相电机构建逆变器功率级。STEVAL-CTM004V1电源板具有绝缘金属基板(IMS),用于热保护的NTC和用于每个功率MOSFET的去耦栅电阻。该板将ST器件安装在H²PAK-6封装中。驱动级是STEVAL-CTM006V1电路板,带有L6491高电流能力栅极驱动器,用于驱动功率MOSFET和用于保护的集成比较器。驱动板包括ST电机控制连接器,因此您可以将STEVAL-CTM009V1与适用于电机控制的任何ST MCU控制板连接。该系统还有一个STEVAL-CTM005V1总线 VDC电源(例如电池)以管理纹波电流,STEVAL-CTM008V1电流感应板用于读取三相电流和直流母线电流。 STEVAL-CTM009V1套件旨在让您评估STH31 * N10F7功率MOSFET,其中由高端和低端L6491高电流能力栅极驱动器驱动。 该系统包括大容量电容器电路板和电流感应板。STEVAL-CTM009V1可与任何带有嵌入式ST电机控制的ST MCU评估板连接 和ST FOC固件库支持。该套件已使用STEVALHKI001V1的STEVAL-CTM001V1C控制板来测试,具有STM32F303RB 32位微控制器。 STEVAL-HKI001V1是一款工业驱动评估系统,旨在展示用于电机控制应用的A2C35S12M3-F IGBT功率模块的功能。它为单相或三相主输入提供解决方案,采用转换器逆变器制动(CIB)拓扑结构,可处理高达35 A的电机电流(功率模块最大额定电流)。硬件平台是一个可堆叠的解决方案,包括功率级(STEVALCTM002V1),其中包含电源模块和电流感应电路,以及通过外部连接器连接的驱动套件(STEVAL-CTM001V1)。 STEVAL-CTM001V1驱动套件包括一个基于STM32F303RBT7微控制器的STEVAL-CTM001V1C控制板,能够执行磁场定向控制(FOC)算法,以在所有电机控制应用中获得最佳性能,以及STEVAL-CTM001V1D驱动板基于新型电隔离STGAP1AS gapDRIVE:trade_mark:,具有合适的电路,可驱动电源模块中的嵌入式IGBT。控制板具有RS232和CAN外部接口,可让您通过PC在评估系统上监控和控制应用程序。 STEVAL-CTM004V1电源板具有36个STH31 * N10F7 N沟道功率MOSFET H²PAK-6封装。在每个功率MOSFET附近放置一个栅极电阻,以消除寄生振荡。一个每个晶体管的栅极和源极之间的下拉电阻有助于避免电容耦合驱动栅极浮动时晶体管和不需要的导通。每个开关上的缓冲RC电路限制了速率开关转换期间的电压变化,以减少电磁干扰(EMI)和损耗。靠近开关功率MOSFET的两个去耦电容可减少VDS上的振铃和电压应力在设备上。电容器减少寄生电流突然电流变化引起的电压过冲电路中的电感器。为了监控电源板的温度并提供过温保护,放置了三个NTC在每个逆变器支路的一个功率MOSFET的漏极附近的电源板上。电源部分还有驱动板连接器,带CON5(phase_U),CON6(phase_V)和CON7(phase_W)用于栅极驱动和NTC传感,J3用于总线电压。 N沟道功率MOSFET采用STripFET:trade_mark:F7技术,具有增强型沟槽栅极结构低导通电阻,降低内部电容和栅极电荷,实现更快,更高效的开关。STH315N10F7 N沟道功率MOSFET具有以下特性: •专为汽车应用而设计,符合AEC-Q101标准 •市场上最低的RDS(on) •出色的品质因数(FoM) •低Crss / Ciss比率,用于EMI抗扰度 •高雪崩坚固性 在EV逆变器系统中,总线连接电容器可降低纹波电流并抑制由泄漏引起的电压尖峰电感和开关操作。 这些电容为纹波电流提供低阻抗路径由输出电感负载,总线电压和PWM频率引起。STEVAL-CTM008V1电流检测板是一种通用电路控制板,可以读取如果四个ICS在板上,则三相电机电流和直流母线电流。 套件中包含的主板有两个ICS读取两相电流。该传感功能可根据FOC算法确定用于数字控制的电机电流。 传感器提供高精度,在-40°C至+ 105°C的温度范围内具有4 m

  伴随着各式各样电子设备的产生,21世纪俨然慢慢的变成了一个被电磁围绕的世界,由于电磁环境的愈发复杂和恶劣,使得各行各业对各类设备的纹波噪声也开始愈来越关注。本文则主要是针对纹波噪声这一问题进行探究,分享减小纹波噪声的一些方法。

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