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减少开关电源模块纹波噪音的方案
时间:2021-06-09 08:17:13 点击次数:24

开关电源模块因为其开关管作业于高频开关状况,输出的纹波噪声较大,一般为输出电压的1%左右,低的为输出电压的0.5%左右,最好产品的纹波噪声也有几十mv。而线性电源的调整管作业于线性状况,无纹波电压,输出的噪声较小,其单位是μV。下面谈下怎么减少电源的纹波噪音。

1、减少EMI干扰

能够选用金属外壳做屏蔽,减小外界电磁辐射干扰。减少从电源线输入的电磁干扰,能够在电源输入端加EMI滤波器。

2、在输出端选用高频性能好、ESR低的电容

选用高分子聚合物固态电解质的铝或钽电解电容作输出电容是最佳的,其特点是尺寸小而电容量大,高频下ESR阻抗低,答应纹波电流大。最适用于高效率、低电压、大电流降压式DC/DC转换器及电源作输出电容。

3、选用与产品体系的频率同步

为减小输出噪声,电源的开关频率应与体系中的频率同步,即电源选用外同步输入体系的频率,使开关的频率与体系的频率相同。

4、避免彼此干扰

在同一块PCB电路板上可能有多个开关电源模块一起作业。若电源是不屏蔽的、而且靠得很近,则可能彼此干扰使输出噪声增加。为避免这种彼此干扰可选用屏蔽办法或将其恰当远离,减少其彼此影响的干扰。

5、增加LC滤波器

为减小电源的纹波和噪声,能够在DC/DC模块的输入和输出端加LC滤波器。

6、增加LDO

在开关电源模块输出后再加一个低压差线性稳压器(LDO)能大幅度地下降输出噪声,以满足对噪声特别有要求的电路需要,输出噪声可达μV级。因为LDO的压差(输入与输出电压的差值)仅几百mV,则在开关电源的输出略高于LDO几百mV就能够输出规范电压了,而且其损耗也不大。

7、增加有源EMI滤波器及有源输出纹波衰减器

有源EMI滤波器可在150kHz~30MHz间衰减共模和差模噪声,而且对衰减低频噪声特别有效。在250kHz时,可衰减60dB共模噪声及80dB差模噪声,在满载时效率可达99%。输出纹波衰减器可在1~500kHz范围内减低电源输出纹波和噪声30dB以上,而且能改进动态呼应及减小输出电容。

开关电源模块输出纹波噪声的巨细与其电源的拓扑、各部分的电路设计及PCB设计有关。如:选用多相输出结构,可有效地下降纹波输出。现在的电源开关频率越来越高,低的是几十kHz,一般是几百kHz,而高的可达1MHz以上。因而,发生的纹波噪声频率都很高,要减小纹波和噪声最简单的方法是在电源电路中加无源低通滤波器。

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