开关电源的带宽为什么不能超过开关频率的一半?

开关电源的带宽为什么不能超过开关频率的一半?,第1张

开关电源的开关频率等于采样频率(因为反馈控制必须在一个开关周期内对负载的变化作出响应,及时对占空比作出调整),根据奈奎斯特采样定理,采样频率必须大于等于带宽的二倍,否则信号重构时会产生交叠,所以开关电源的带宽不能超过开关频率的一半。

如果从电子电路角度出发,带宽(Bandwidth)本意指的是电子电路中存在一个固有通频带,这个概念或许比较抽象,我们有必要作进一步解释。大家都知道,各类复杂的电子电路无一例外都存在电感、电容或相当功能的储能元件,即使没有采用现成的电感线圈或电容,导线自身就是一个电感,而导线与导线之间、导线与地之间便可以组成电容——这就是通常所说的杂散电容或分布电容;不管是哪种类型的电容、电感,都会对信号起着阻滞作用从而消耗信号能量,严重的话会影响信号品质。这种效应与交流电信号的频率成正比关系,当频率高到一定程度、令信号难以保持稳定时,整个电子电路自然就无法正常工作。为此,电子学上就提出了“带宽”的概念,它指的是电路可以保持稳定工作的频率范围。对于电子电路中的带宽,决定因素在于电路设计。它主要是由高频放大部分元件的特性决定,而高频电路的设计是比较困难的部分,成本也比普通电路要高很多。

电源的纹波频率都是100K数量级的,因此测试的时候20M以上示波器即可!

另外,由于电源纹波频率较低,实际测试时,如果示波器的频率较高(现在的示波器最低带宽50M),需要打开示波器的20M带宽限制功能,以防止高频噪声对测试结果造成不必要的干扰和影响


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