隨著模塊電源廣泛的應用到各式各樣電子設備上，但是電磁環(huán)境的愈發(fā)復雜和惡劣，使得各行各業(yè)對各類設備的紋波噪聲也開始越來越關注。本文則主要針對紋波噪聲這一問題進行探究，俞霖科技小編來分享減小紋波噪聲的一些方法

各行各業(yè)對各類設備的紋波噪聲也開始越來越關注。本文則主要針對紋波噪聲這一問題進行探究，俞霖科技小編來分享減小紋波噪聲的一些方法

一、什么是紋波

紋波是由于直流穩(wěn)定電源的電壓波動而造成的一種現(xiàn)象，因為直流穩(wěn)定電源一般是由交流電源經(jīng)整流穩(wěn)壓等環(huán)節(jié)而形成的，這就不可避免地在直流穩(wěn)定量中多少帶有一些交流成份，這種疊加在直流穩(wěn)定量上的交流分量就稱之為紋波。

紋波的成分較為復雜，它的形態(tài)一般為頻率高于工頻（中國是50Hz）的類似正弦波的諧波，另一種則是寬度很窄的脈沖波。對于不同的場合，對紋波的要求各不一樣。

紋波就是一個直流電壓中的交流成分。直流電壓本來應該是一個固定的值，但是很多時候它是通過交流電壓整流、濾波后得來的，由于濾波不干凈，就會有剩余的交流成分，即便如此，就是用電池供電也因負載的波動而產(chǎn)生波紋。事實上，即便是最好的基準電壓源器件，其輸出電壓也是有波紋的。

可以用示波器來看，就會看到電壓上下輕微波動，就像水紋一樣，所以叫做紋波。

對于電容器來說，無論是哪一種紋波，只要不是太大，一般對電容器質(zhì)量不會造成影響。

二、什么是噪聲

噪聲是指疊加在紋波之上，非連續(xù)存在并無規(guī)律的電壓或者電流尖峰。也就是說噪聲指的是疊加在紋波上的雜波，并且噪聲的頻率并不完全固定統(tǒng)一，存在一定的偶然性。

三、紋波噪聲產(chǎn)生的原因和影響:

如果我們想要徹底的解決紋波和噪聲，那就需要從根源上了解清楚紋波噪聲產(chǎn)生的原因。我們以開關電源為例，通常我們在電源模塊的輸出端測試到的紋波噪聲它的產(chǎn)生原因大致如下:開關器件動作時帶來，輸入前端帶來的低頻紋波，線路寄生參數(shù)及耦合帶來。

這些紋波喝聲最終疊加在電源模塊的輸出，給各種不同的負載進行供電，也帶來了一堆的問題，當電源的紋波喝聲過大時，它們可能會影響運放的精度，使得整機的精度大幅度下降。在一些音頻及視頻的系統(tǒng)中，甚至會因為紋波噪聲過大，導致圖像顯示異常、音頻工作故障，因此在系統(tǒng)的設計中，降低各個器件的紋波噪聲顯的尤為重要。

降低紋波和噪聲的方法

降低紋波和噪聲的方法紋波主要在五個方面：輸入低頻紋波、高頻紋波、寄生參數(shù)引起的共模紋波噪聲、功率器件開關過程中產(chǎn)生的超高頻諧振噪聲和閉環(huán)調(diào)節(jié)控制引起的紋波噪聲。

1、低頻紋波是與輸出電路的濾波電容容量相關。電容的容量不可能無限制地增加，導致輸出低頻紋波的殘留。交流紋經(jīng)DC/DC變換器衰減后，在開關電源輸出端表現(xiàn)為低頻噪聲，其大由DC-DC變換器的變比和控制系統(tǒng)的增益決定。電流型控制DC-DC變換器的紋波抑制比電壓型稍有提高。但其輸出端的低頻交流紋波仍較大。若要實現(xiàn)開關電源的低紋波輸出，則必須對低頻電源紋波采取濾波措施?？刹捎们凹夘A穩(wěn)壓和增大DC-DC變換器閉環(huán)增益來消除。

低頻紋波抑制的幾種常用的方法：

（1）加大輸出低頻濾波的電感，電容參數(shù)，使低頻紋波降低到所需的指標。

（2）采用前饋控制方法，降低低頻紋波分量。

2、高頻紋波噪聲來源于高頻功率開關變換電路，在電路中，通過功率器件對輸入直流電壓進行高頻開關變換而后整流濾波再實現(xiàn)穩(wěn)壓輸出的，在其輸出端含有與開關工作頻率相同頻率的高頻紋波，其對外電路的影響大小主要和開關電源的變換頻率、輸出濾波器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)有關，設計中盡量提高功率變換器的工作頻率，可以減少對高頻開關紋波的濾波要求。

高頻紋波抑制的目的是給高頻紋波提供通路，常用的方法有以下幾種：

（1）提高開關電源工作頻率，以提高高頻紋波頻率，有利于抑制輸出高頻紋波

（2）加大輸出高頻濾波器，可以抑制輸出高頻紋波。

（3）采用多級濾波。

3、由于功率器件與散熱器底板和變壓器原、副邊之間存在寄生電容，導線存在寄生電感，因此當矩形波電壓作用于功率器件時，開關電源的輸出端因此會產(chǎn)生共模紋波噪聲。減小與控制功率器件、變壓器與機殼地之間的寄生電容，并在輸出側(cè)加共模抑制電感及電容，可減小輸出的共模紋波噪聲。

減小輸出共模紋波噪聲的常用方法：

（1）輸出采用專門設計的EMI濾波器。

（2）降低開關毛刺幅度。

4、超高頻諧振噪聲主要來源于高頻整流二極管反向恢復時二極管結(jié)電容、功率器件開關時功率器件結(jié)電容與線路寄生電感的諧振，頻率一般為1-10MHz，通過選用軟恢復特性二極管、結(jié)電容小的開關管和減少布線長度等措施可以減少超高頻諧振噪聲。

開關電源都需對輸出電壓進行閉環(huán)控制，調(diào)節(jié)器參數(shù)設計的不適當也會引起紋波。當輸出端波動時通過反饋網(wǎng)絡進入調(diào)節(jié)器回路，可能導致調(diào)節(jié)器的自激振蕩，引起附加紋波。此紋波電壓一般沒有固定的頻率。在開關直流電源中，往往因調(diào)節(jié)器參數(shù)選擇不適當會引起輸出紋波的增大。

這部分紋波可通過以下方法進行抑制：

（1）在調(diào)節(jié)器輸出增加對地的補償網(wǎng)絡，調(diào)節(jié)器的補償可抑制調(diào)節(jié)器自激引起的紋波增大。

（2）合理選擇閉環(huán)調(diào)節(jié)器的開環(huán)放大倍數(shù)和閉環(huán)調(diào)節(jié)器的參數(shù)，開環(huán)放大倍數(shù)過大有時會引起調(diào)節(jié)器的振蕩或自激，使輸出紋彼含量增加，過小的開環(huán)放大倍數(shù)使輸出電壓穩(wěn)定性變差及紋波含量增加.所以調(diào)節(jié)器的開環(huán)放大倍數(shù)及閉環(huán)調(diào)節(jié)器的參數(shù)要合理選取，調(diào)試中要根據(jù)負載狀況進行調(diào)節(jié)。

（3）在反饋通道中不增加純滯后濾波環(huán)節(jié).使延時滯后降到最小.以增加閉環(huán)調(diào)節(jié)的快速性和及時性，對抑制輸出電壓紋波是有益的。

以上是俞霖科技小編關于降低模塊電源的紋波和噪聲的方法的分享，目前俞霖科技的HRB W2~20W 系列DC-DC升壓變換器基于20MHz帶寬再加上濾波電容的情況下測試，紋波和噪聲 (濾波后測試)≤150 mV p-p, max，此電源模塊輸出的參數(shù)有50V、100VDC、110VDC、150VDC、200VDC、250VDC、400VDC、500VDC、600VDC、800VDC、1000VDC等，客戶在某些需求參數(shù)下紋波達不到指標要求的時候，一般建議客戶在模塊輸出端增加濾波電容即可。輸出端E2電容可選根據(jù)不同的參數(shù)進行選擇，輸出端電容可選10UF/450V或 22UF/200V的電解電容，然后兩個進行串聯(lián)來濾波。