开关电源要降低纹波主要要在以下三个方面下功夫:1、储能电感。储能电感在工作频率下的Q值越大越好,很多人只注意到电感量,其实Q值的影响要大得多,电感量只要满足要求允许在很大范围内波动。2、滤波电容。滤波电容的ESR和ESL是非常重要的参数,越低越好,仅追求容量是远远不够的,当然在满足足够低的ESR和ESL的前提下,容量大些较好。开关电源的滤波电容优选X7R或X5R电容与钽电解的组合,纹波稍放宽可用Y5V电容和瘦高外观的铝电解(低ESL型)配合。3、做好PCB的设计。开关电源的PCB设计非常重要,在前两个条件都满足时如果纹波参数还是达不到手册中载明的数值,问题就可以肯定是出在PCB上,开关电源芯片的取样及滤波回路的设计非常讲究,PCB分布参数会导致调整误差或滤波效率变差,严重时甚至可能导致自激(一般在特定的负载强度下发生),故不得不查。原则是取样回路和滤波回路要尽量贴近开关电源IC,PCB走线不可太长、太细,类似的储能电感也有同样原则,只是影响稍小,布局、走线不利相当于降低了电感的Q值。 当然,因开关电源IC的内电路设计不同纹波指标也是不同的,多数情况下,开关频率高的容易获得较低的纹波,但价格及对外围元件的要求相对更高,所以要根据需要合理选择,够用即可,否则要付出不必要的成本,器件手册的仔细阅读及理解是比较重要的准备工作。如何解决电源纹波大的问题既然是“简单“直流稳压电源,就别指望有多好的指标;
一、纹波大的问题通常是输出电压导致的,如果变压器功率容量不够或滤波(储能)电容量不够时,交流波谷期间电压不足以满足稳压条件,输出自然纹波就大;即使电容量够大,交流峰谷的压差会导致简单稳压电源所使用的齐纳二级管上的电流产生变化,由于齐纳二级管在不同电流条件下的电压降也不同,进而导致输出电压变化,也会产生纹波。
二、输出内阻大的问题,当负载变化时,调整管基极和发射极之间电流随之变化调节调整管发射极电流以稳定电压,基极与发射极的压差决定基极电流、放大倍数决定发射极电流、发射极电流与负载决定输出电压即基极与发射极压差,三者达成平衡,设基极电压恒定,不同负载条件下需要不同的发射级电压才能平衡,也就是输出稳压并不稳,当调整管放大倍数过低(大电流管子的放大倍数都不高),大负载必然导致输出电压下降明显,表现就象内阻过大一样,实际上这只是负载效应过大。
三、在”简单“的基础上可以从以下方面提高性能:
1、加大变压器功率,防止大负载下输出电压下降;
2、适当提高变压器输出电压;
3、加大稳压前级的滤波电容;
4、选择放大倍数大的调整管、或加大调整管基极电流、或采用复合管;
5、调整管基极加电容,起有源滤波作用;
6、适当加大稳压后级的滤波电容。
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