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電容器
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電解電容對(duì)開(kāi)關(guān)電源紋波的抑制

文章出處:作者:人氣:-發(fā)表時(shí)間:2019-01-08 16:23:00

 在電路中出現(xiàn)開(kāi)關(guān)紋波這是合情合理,理論上和實(shí)際上都是一定存在的。通常抑制或減少它的做法有三種:

 
   1,加大電感和輸出電容濾波
   根據(jù)開(kāi)關(guān)電源的公式,電感內(nèi)電流波動(dòng)大小和電感值成反比,輸出紋波和輸出電容值成反比。所以加大電感值和輸出電容值可以減小紋波。
 
  左圖是開(kāi)關(guān)電源電感L內(nèi)的電流波形,其紋波電流△I可由下式算出:
可以看出,增加L值,或者提高開(kāi)關(guān)頻率可以減小電感內(nèi)的電流波動(dòng)。
同樣,輸出紋波與輸出電容的關(guān)系:vripple=Imax/(Co×f)。 可以看出,加大輸出電容值可以減小紋波。
通常的做法,對(duì)于輸出電容,使用鋁電解電容以達(dá)到大容量的目的。但是電解電容在抑制高頻噪聲方面效果不是很好,而且ESR也比較大,所以會(huì)在它旁邊并聯(lián)一個(gè)陶瓷電容,來(lái)彌補(bǔ)鋁電解電容的不足。
同時(shí),開(kāi)關(guān)電源工作時(shí),輸入端的電壓Vin不變,但是電流是隨開(kāi)關(guān)變化的。這時(shí)輸入電源不會(huì)很好地提供電流,通常在靠近電流輸入端(以BucK型為例,是SWITcH附近),并聯(lián)電容來(lái)提供電流。
 
上面這種做法對(duì)減小紋波的作用是有限的。因?yàn)轶w積限制,電感不會(huì)做的很大;輸出電容增加到一定程度,對(duì)減小紋波就沒(méi)有明顯的效果了;增加開(kāi)關(guān)頻率,又會(huì)增加開(kāi)關(guān)損失。所以在要求比較嚴(yán)格時(shí),這種方法并不是很好。
 
2,二級(jí)濾波,就是再加一級(jí)LC濾波器
LC濾波器對(duì)噪紋波的抑制作用比較明顯,根據(jù)要除去的紋波頻率選擇合適的電感電容構(gòu)成濾波電路,一般能夠很好的減小紋波。
但是,這種情況下需要考慮反饋比較電壓的采樣點(diǎn)
 
采樣點(diǎn)選在LC濾波器之前(Pa),輸出電壓會(huì)降低。因?yàn)槿魏坞姼卸加幸粋€(gè)直流電阻,當(dāng)有電流輸出時(shí),在電感上會(huì)有壓降產(chǎn)生,導(dǎo)致電源的輸出電壓降低。而且這個(gè)壓降是隨輸出電流變化的。
采樣點(diǎn)選在LC濾波器之后(Pb),這樣輸出電壓就是我們所希望得到的電壓。但是這樣在電源系統(tǒng)內(nèi)部引入了一個(gè)電感和一個(gè)電容,有可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。關(guān)于系統(tǒng)穩(wěn)定,很多資料有介紹,這里不詳細(xì)寫(xiě)了。

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