开关电源纹波测量与抑制技术详解

开关电源的纹波定义测量 开关电源的纹波定义测量涉及电源稳定性的重要方面，纹波是输出电压中的周期性波动，主要由开关电源的工作特性引起。降低纹波对于确保电源的高效、稳定和低噪声至关重要。以下是关于纹波测量和抑制的关键知识点： 1. **储能电感**：储能电感在开关电源中起到平滑电流的作用。高Q值的电感能更好地储存和释放能量，Q值的选择比电感量更为关键。虽然电感量需要满足设计要求，但Q值对纹波抑制的影响更大。因此，选择具有高Q值的电感能够有效降低纹波。 2. **滤波电容**：滤波电容的ESR（等效串联电阻）和ESL（等效串联电感）是决定纹波水平的关键参数。低ESR和低ESL的电容可以更有效地滤除纹波。X7R或X5R陶瓷电容与钽电解电容的组合，以及在放宽纹波要求时使用Y5V电容和低ESL型铝电解电容，都是常见的滤波方案。 3. **PCB设计**：印制电路板（PCB）布局和布线对纹波控制至关重要。开关电源芯片的取样和滤波回路应尽可能靠近IC，以减少分布参数引起的误差和滤波效率降低。长而细的PCB走线会增加纹波，因此应保持线路短而粗，并避免产生自激现象。 **开关电源纹波的测量**： - **纹波类型**：开关电源的纹波主要由开关元件（如双极性晶体管或MOSFET）的开关动作引起，频率与开关电源相同。此外，高频噪声由开关元件的上升和下降时间及二极管的反向恢复时间产生，通常在几十MHz范围。 - **测量方法**：使用示波器进行测量时，需采用AC耦合以消除直流成分，设置20MHz带宽限制以减少高频噪声干扰。探头的地线应拔掉，使用接地环减少干扰。同时，建议使用50Ω终端以准确测量AC成分。 - **注意事项**：测量时，如果探头不能直接接触输出点，应使用双绞线或50Ω同轴电缆。高频噪声的测量则需开启示波器的全带宽模式。 理解并掌握这些知识点，有助于设计出纹波低、性能优良的开关电源系统。在实际应用中，根据具体需求和测试标准，可能还需要进行其他调整和优化，以确保纹波控制在可接受范围内。