?低頻紋波與輸出電路的濾波電容容量相關(guān)，可通過增大電感、電容參數(shù)和采用前饋控制方法來降低。高頻紋波噪聲來源于高頻功率開關(guān)變換電路，通過提高開關(guān)電源工作頻率和加大輸出高頻濾波器來抑制。共模紋波噪聲可通過減小寄生電容和加共模抑制電感及電容來減小。超高頻諧振噪聲主要來源于高頻整流二極管和功率器件開關(guān)時(shí)的諧振，通過選用軟恢復(fù)特性二極管和減少布線長(zhǎng)度等措施來減少。閉環(huán)調(diào)節(jié)控制引起的紋波噪聲可通過調(diào)節(jié)器參數(shù)的合理選擇和補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的增加來抑制。

抑制電源紋波和減小高頻噪聲的方法主要包括以下幾種?：

?加大電感和輸出電容濾波?：通過增加電感值和輸出電容值可以減小紋波。輸出電容通常使用鋁電解電容，但其在抑制高頻噪聲方面效果不佳，因此常在電解電容旁并聯(lián)一個(gè)陶瓷電容來彌補(bǔ)不足?。?二級(jí)濾波?：使用LC濾波器可以有效抑制紋波噪聲。LC濾波器由電感和電容組成，根據(jù)要除去的紋波頻率選擇合適的電感電容值，通常能夠很好地減小紋波?1。?開關(guān)電源輸出后接LDO濾波?：這是減少紋波和噪聲最有效的方法，但成本和功耗較高。LDO濾波器能夠提供穩(wěn)定的輸出電壓，且不需要改變?cè)械姆答佅到y(tǒng)?1。?優(yōu)化開關(guān)電源設(shè)計(jì)?：提高開關(guān)頻率可以減小開關(guān)周期內(nèi)電流和電壓的波動(dòng)幅度，從而降低紋波噪聲。但需注意，高頻會(huì)帶來更高的開關(guān)損耗和電磁干擾問題?2。

?采用軟開關(guān)技術(shù)?：如零電壓開關(guān)(ZVS)和零電流開關(guān)(ZCS)，可以減少開關(guān)過程中的損耗，從而降低噪聲?2。塊設(shè)計(jì)優(yōu)化?：選擇低噪聲電源芯片，如線性電源(LDO)噪聲低但效率低，適合低功耗場(chǎng)景;開關(guān)電源(DC-DC)效率高但需優(yōu)化EMI設(shè)計(jì)?3。?PCB布局與布線?：優(yōu)化電源平面與地平面分層、去耦電容布局、電源線寬設(shè)計(jì)等，以降低地回路阻抗和減少噪聲?3。?濾波與隔離技術(shù)?：使用輸入濾波器如π型濾波器、共模電感等，以及輸出濾波器如LC濾波器、鐵氧體磁珠等，可以有效抑制高頻噪聲?3 率選擇單點(diǎn)接地或多點(diǎn)接地，降低地線阻抗，避免地環(huán)路干擾?3。?屏蔽與防護(hù)?：使用金屬外殼屏蔽開關(guān)電源模塊，降低輻射干擾;使用瞬態(tài)抑制二極管保護(hù)電路免受浪涌電壓沖擊?3。

根據(jù)開關(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。

同樣，輸出紋波與輸出電容的關(guān)系：vripple=Imax/(Co×f)?？梢钥闯?，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，來彌補(bǔ)鋁電解電容的不足。

同時(shí)，開關(guān)電源工作時(shí)，輸入端的電壓Vin 不變，但是電流是隨開關(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)減小紋波就沒有明顯的效果了;增加開關(guān)頻率，又會(huì)增加開關(guān)損失。所以在要求比較嚴(yán)格時(shí)，這種方法并不是很好。關(guān)于開關(guān)電源的原理等，可以參考各類開關(guān)電源設(shè)計(jì)手冊(cè)。

低頻紋波與輸出電路的濾波電容容量緊密相關(guān)

由于電容容量無法無限增加，因此總會(huì)存在一定量的低頻紋波。經(jīng)過DC/DC變換器衰減后的交流紋波，在開關(guān)電源輸出端呈現(xiàn)為低頻噪聲，其大小主要受DC/DC變換器的變比和控制系統(tǒng)增益的影響。值得注意的是，電流型控制DC/DC變換器的紋波抑制相比電壓型有所提升，但輸出端的低頻交流紋波仍相對(duì)較大。為了實(shí)現(xiàn)開關(guān)電源的低紋波輸出，必須采取措施對(duì)低頻電源紋波進(jìn)行濾波，這可以通過前級(jí)預(yù)穩(wěn)壓和增大DC/DC變換器閉環(huán)增益來實(shí)現(xiàn)。

具體來說，抑制低頻紋波的常用方法包括：

a、增加輸出低頻濾波的電感和電容參數(shù)，從而降低低頻紋波至所需水平。

b、采用前饋控制方法，進(jìn)一步減小低頻紋波分量。

高頻紋波噪聲則主要源自高頻功率開關(guān)變換電路

在電路中，功率器件對(duì)輸入直流電壓進(jìn)行高頻開關(guān)變換后，經(jīng)過整流濾波實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓輸出。這一過程中，輸出端會(huì)產(chǎn)生與開關(guān)工作頻率相同的高頻紋波。這種紋波對(duì)外電路的影響程度與開關(guān)電源的變換頻率、輸出濾波器的結(jié)構(gòu)及參數(shù)密切相關(guān)。在設(shè)計(jì)中，提高功率變換器的工作頻率可以有效降低對(duì)高頻開關(guān)紋波的濾波要求。

高頻紋波的抑制旨在為高頻紋波提供有效的通路，以降低其對(duì)外電路的影響。為實(shí)現(xiàn)這一目的，可以采用以下策略：

a、提升開關(guān)電源的工作頻率，從而增加高頻紋波的頻率，進(jìn)而更易抑制輸出端的高頻紋波。

b、增大輸出端的高頻濾波器容量，以減少高頻紋波的幅度。

c、采用多級(jí)濾波技術(shù)，進(jìn)一步提升對(duì)高頻紋波的抑制效果。

此外，開關(guān)電源的輸出端還會(huì)產(chǎn)生共模紋波噪聲，這主要是由于功率器件與散熱器底板、變壓器原副邊以及導(dǎo)線之間的寄生電容和寄生電感所致。為了減小這種噪聲，可以采取以下措施：

a、在輸出側(cè)增加專門設(shè)計(jì)的EMI濾波器，以降低共模紋波噪聲的幅度。

b、優(yōu)化開關(guān)電源的設(shè)計(jì)，降低開關(guān)毛刺的幅度，從而減小共模紋波噪聲。

另外，超高頻諧振噪聲也是開關(guān)電源中常見的問題之一，它主要來源于高頻整流二極管的反向恢復(fù)以及功率器件的開關(guān)過程。為了減少這種噪聲，可以采取以下策略：

a、選用具有軟恢復(fù)特性的二極管，以降低反向恢復(fù)時(shí)的電壓尖峰。

b、選擇結(jié)電容較小的開關(guān)管，以減小諧振的影響。

c、優(yōu)化布線設(shè)計(jì)，縮短布線長(zhǎng)度，以降低線路寄生電感的影響。

開關(guān)電源的輸出電壓通常需要通過閉環(huán)控制系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定，然而，調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)計(jì)的不合理可能會(huì)引發(fā)紋波問題。當(dāng)輸出端出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，這些波動(dòng)會(huì)通過反饋網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入調(diào)節(jié)器回路，有時(shí)甚至可能導(dǎo)致調(diào)節(jié)器的自激振蕩，進(jìn)而產(chǎn)生無法預(yù)料的附加紋波。這種紋波電壓的頻率通常是不固定的，特別是在開關(guān)直流電源中，調(diào)節(jié)器參數(shù)選擇的不當(dāng)往往會(huì)導(dǎo)致輸出紋波的顯著增大。