如何应对电源纹波过大的问题？阅读本文了解解决方法！

发布时间：2020-04-14

来源：罗姆半导体社区 (https://rohm.eefocus.com)

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电源的纹波是指直流电压中混入的交流电压成分。我们通常所说的直流电压理论上应该是一个恒定的数值，但实际上这是不可能的。这是因为所有的电源都是通过从市电获取交流电压然后经过整流和滤波处理得到的，无法完全滤除其中的交流成分，因此会有一些余留的交流电压波动。通常用有效值或峰值来表示这些交流成分的纹波电压。

如果电源的纹波过大，会导致使用电器产生谐波，而谐波会带来更多的危害。最直接的影响就是降低了电源的效率。同时，较强的纹波还可能引发浪涌电压或电流，造成用电器的损坏。此外，它还会干扰数字电路的逻辑关系，影响其正常工作。

为了减弱纹波，我们通常采取以下五种方法：

增大输出电感和输出电容进行滤波，这是最简单便捷的滤波手段之一。通过增大输出电容值，可以延迟导通时间，增加电源的调节时间，以达到减小纹波的目的。通常情况下，我们使用铝电解电容来达到较大的容量。然而，铝电解电容在抑制高频噪声方面效果不佳，并且具有较高的等效串联电阻（ESR）。为了弥补铝电解电容的不足，常会在其旁边并联一个陶瓷电容。此外，在开关电源工作时，输入端的电压 Vin 是保持不变的，但是电流是随开关变化的。因此，在靠近电流输入端并联电容以提供电流是很常见的做法。

使用滤波电感对电源进行滤波是另一种常见的方法。滤波电感可以有效地滤除纹波成分，使输出电压更加稳定。电感的选择要考虑到频率响应和功率损耗等因素。

采用低纹波交流电源模块也是减弱纹波的常见方式之一。这些模块具有专门设计的电路和滤波元件，能够有效地抑制纹波成分，提供干净的直流电压输出。

使用线性稳压器件也可以有效减小纹波。线性稳压器件内部包含滤波电路，可以将输入电压的纹波成分滤除，提供稳定的输出电压。

最后，合理设计电源布局和电路连接也能减小纹波的影响。采用短而粗的电源线路、良好的接地设计和屏蔽等措施，可以有效地降低纹波干扰。

第二种方法是在输出端添加一个LC滤波线路。LC滤波器对于抑制噪纹波有明显的效果，通过选择适当的电感和电容构成滤波电路来除去特定频率的纹波。一般情况下，这种方法能够有效地减小纹波。采样点通常选在LC滤波器之前。

第三种方法是在开关电源输出后接入LDO滤波器。这种方法是减少纹波和噪声最有效的方式，由于输出电压保持恒定，无需改变原有的反馈系统。然而，这种方法成本较高且功耗较大，通常适用于需要高精度输出的高端开关电源，如服务器信号和医疗设备中的高精度仪器。

第四种方法是在二极管上并联电容C或RC电路。但这种方法存在风险，因为在二极管上并联电容或RC电路可能构成振荡回路。如果参数调整不好，可能会导致电源发生振荡现象。

第五种方法是在输出二极管之后再接一个π型线路进行滤波，这是中高端电源常用的滤波手段之一，也被称为CLC滤波器。相比LC滤波器，这种方法的滤波效果稍好一些。

关键词：罗姆电源管理

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