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减少开关电源模块纹波噪音的措施介绍

返回列表来源:壹芯微 发布日期 2021-01-09 浏览:-

减少开关电源模块纹波噪音的措施介绍

开关电源模块由于其开关管工作于高频开关状态,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工作于线性状态,无纹波电压,输出的噪声较小,其单位是μV。下面谈下如何减少电源的纹波噪音。

1、减少EMI干扰

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

2、在输出端采用高频性能好、ESR低的电容

采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,允许纹波电流大。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、采用与产品系统的频率同步

为减小输出噪声,电源的开关频率应与系统中的频率同步,即电源采用外同步输入系统的频率,使开关的频率与系统的频率相同。

4、避免相互干扰

在同一块PCB上可能有多个开关电源模块一起工作。若电源是不屏蔽的、并且靠得很近,则可能相互干扰使输出噪声增加。为避免这种相互干扰可采用屏蔽措施或将其适当远离,减少其相互影响的干扰。

5、增加LC滤波器

为减小电源的纹波和噪声,可以在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)能大幅度地降低输出噪声,以满足对噪声特别有要求的电路需要,输出噪声可达μV级。由于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就可以输出标准电压了,并且其损耗也不大。

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,并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,并且能改善动态响应及减小输出电容。

开关电源模块输出纹波噪声的大小与其电源的拓扑、各部分的电路设计及PCB设计有关。如:采用多相输出结构,可有效地降低纹波输出。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。因此,产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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