紋波

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發(fā)布時間：2014/10/23 15:29:30
作者：hb_yinhe

一紋波的定義

　　紋波（ripple）的定義是指在直流電壓或電流中，疊加在直流穩(wěn)定量上的交流分量。

　　紋波就是一個直流中的交流成分。直流本來應(yīng)該是一個固定的值，但是很多時候它是通過交流整流、濾波后得來的，由于濾波不徹底，就會有剩余的交流成分，即使采用電池供電也會因負(fù)載的波動而產(chǎn)生波紋。事實(shí)上，即便是最好的基準(zhǔn)電壓源器件，其輸出電壓也是有波紋的。

二紋波、紋波系數(shù)的表示方法

　　可以用有效值或峰值來表示，或者用絕對量、相對量來表示；

　　單位通常為：mV

　　例如：

　　一個電源工作在穩(wěn)壓狀態(tài)，其輸出為12V/5A，測得紋波的有效值為10mV，這10mV就是紋波的絕對量，而相對量，即紋波系數(shù)=紋波電壓/輸出電壓=10mv/12V=0.12%。

三紋波的主要害處

　　1、容易在用電器上產(chǎn)生諧波，而諧波會產(chǎn)生更多的危害；

　　2、降低了電源的效率；

　　3、較強(qiáng)的紋波會造成浪涌電壓或電流的產(chǎn)生，導(dǎo)致燒毀用電器；

　　4、會干擾數(shù)字電路的邏輯關(guān)系，影響其正常工作；

　　5、會帶來噪音干擾，使圖像設(shè)備、音響設(shè)備不能正常工作

四開關(guān)電源輸出紋波主要來源

1輸入低頻紋波

　　低頻紋波是與輸出電路的濾波電容容量相關(guān)。電容的容量不可能無限制地增加，導(dǎo)致輸出低頻紋波的殘留。交流紋波經(jīng)DC/DC變換器衰減后，在開關(guān)電源輸出端表現(xiàn)為低頻噪聲，其大小由DC/DC變換器的變比和控制系統(tǒng)的增益決定。電流型控制DC / DC變換器的紋波抑制比電壓型稍有提高。但其輸出端的低頻交流紋波仍較大。若要實(shí)現(xiàn)開關(guān)電源的低紋波輸出，則必須對低頻電源紋波采取濾波措施。可采用前級預(yù)穩(wěn)壓和增大DC / DC變換器閉環(huán)增益來消除。

2高頻紋波

　　高頻紋波噪聲來源于高頻功率開關(guān)變換電路，在電路中，通過功率器件對輸入直流電壓進(jìn)行高頻開關(guān)變換而后整流濾波再實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓輸出的，在其輸出端含有與開關(guān)工作頻率相同頻率的高頻紋波，其對外電路的影響大小主要和開關(guān)電源的變換頻率、輸出濾波器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)有關(guān)，設(shè)計(jì)中盡量提高功率變換器的工作頻率，可以減少對高頻開關(guān)紋波的濾波要求。

3寄生參數(shù)引起的共模紋波噪聲

　　由于功率器件與散熱器底板和變壓器原、副邊之間存在寄生電容，導(dǎo)線存在寄生電感，因此當(dāng)矩形波電壓作用于功率器件時，開關(guān)電源的輸出端因此會產(chǎn)生共模紋波噪聲。減小與控制功率器件、變壓器與機(jī)殼地之間的寄生電容，并在輸出側(cè)加共模抑制電感及電容，可減小輸出的共模紋波噪聲。

4功率器件開關(guān)過程中產(chǎn)生的超高頻諧振噪聲

　　超高頻諧振噪聲主要來源于高頻整流二極管反向恢復(fù)時二極管結(jié)電容、功率器件開關(guān)時功率器件結(jié)電容與線路寄生電感的諧振，頻率一般為1-10MHz,通過選用軟恢復(fù)特性二極管、結(jié)電容小的開關(guān)管和減少布線長度等措施可以減少超高頻諧振噪聲。

5閉環(huán)調(diào)節(jié)控制引起的紋波噪聲

　　開關(guān)電源都需對輸出電壓進(jìn)行閉環(huán)控制，調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)計(jì)的不適當(dāng)也會引起紋波。當(dāng)輸出端波動時通過反饋網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入調(diào)節(jié)器回路，可能導(dǎo)致調(diào)節(jié)器的自激振蕩，引起附加紋波。此紋波電壓一般沒有固定的頻率。