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電源模塊輸出紋波噪聲過大原因

輸出紋波噪聲過大的原因：

（1）電源模塊與主電路噪聲敏感元件距離過近

（2）主電路噪聲敏感元件的電源輸入端處未接去耦電容

（3）多路系統(tǒng)中各單路輸出的電源模塊之間產生差頻干擾

（4）地線處理不合理

解決方法：可以通過將模塊與噪聲器件隔離或在主電路使用去耦電容等方案改善。如：將電源模塊盡可能遠離主電路噪聲敏感元件或模塊與主電路噪聲敏感元件進行隔離，主電路噪聲敏感元件(如：A/D、D/A或MCU等)的電源輸入端處接0.1μF去耦電容，使用一個多路輸出的電源模塊代替多個單路輸出模塊消除差頻干擾，采用遠端一點接地、減小地線環(huán)路面積。分布式電源供電系統(tǒng)采用小功率模塊和大規(guī)模控制集成電路作基本部件,利用理論和技術成果,組成積木式、智能化的大功率供電電源,從而使強電與弱電緊密結合,降低大功率元器件、大功率裝置(集中式)的研制壓力,提高生產效率。

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電容在開關電源模塊的作用

一直以來，開關電源模塊的電磁干擾是一個重要的解決點，從原理上來講電磁干擾主要來自于兩個方面，即傳導干擾和輻射的干擾。

傳導干擾是由于電路中寄生參數(shù)的存在，以及開關電源中開關器件的開通與判斷，使得開關電源在交流輸入端產生較大的共模干擾和差模干擾。

輻射的干擾是指由于導體中電流的變化會在其周圍空間中產生變化的磁場，而變化的磁場又產生變化的電場，這一變化電流的幅值和頻率決定其產生的電磁的大小以及其作用范圍。

為了減輕和抵抗這些電磁干擾對電網及電子設備產生的危害，設了X電容和Y電容，其中X電容主濾波作用，常用于差模濾波，與共模電感匹配，并聯(lián)在輸入的兩端，濾除L、N線之間的差模信號，可防對外干擾。對于高可靠性指標，美國的開關電源生產商通過降低運行電流，降低結溫等措施以減少器件的應力，使得產品的可靠性大大提高。而Y電容主接地，常用于共模濾波，對稱使用，接于L于地或N于地之間，濾除L對地或N對地之間的差模信號。基于漏電流的限制，Y電容值不能太大。

從公式2可以看出，減小開關節(jié)點的回路面積會有效降低電磁干擾水平。如果回路面積減小為原來的3倍，電磁干擾會降低9.5dB，如果減小為原來的10倍，則會降低20 dB。另外，開關電源的發(fā)展與應用在節(jié)約能源、節(jié)約資源及保護環(huán)境方面都具有重要的意義。設計時，從化圖4和圖5所示的兩個回路節(jié)點的回路面積著手，細致考慮器件的布局問題，同時注意銅線連接問題。盡量避免同時使用PCB的兩面，因為通孔會使電感顯著，進而帶來其他問題。恰當放置高頻輸入和輸出電容器的重要性常被忽略。若干年以前，我所在的公司曾把我們的產品設計轉讓給國外制造商。結果，我的工作職責也發(fā)生了很大變化，我成了一名顧問，幫助電源設計新手解決文中提到的一系列需要權衡的事宜及其他眾多問題。這里有一個含有集成鎮(zhèn)流器的離線式開關的設計例子：設計人員希望降低終功率級中的電磁干擾。我只是簡單地將高頻輸出電容器移動到更靠近輸出級的位置，其回路面積就大約只剩原來的一半，而電磁干擾就降低了約 6dB。而這位設計者顯然不太懂得其中的道理，他稱那個電容為“魔法帽子”，而事實上我們只是減小了開關節(jié)點的回路面積。

反轉式串聯(lián)開關電源反轉式串聯(lián)開關電源與一般串聯(lián)式開關電源的區(qū)別是，這種反轉式串聯(lián)開關電源輸出的電壓是負電壓，正好與一般串聯(lián)式開關電源輸出的正電壓極性相反；并且由于儲能電感L只在開關K關斷時才向負載輸出電流，因此，在相同條件下，反轉式串聯(lián)開關電源輸出的電流比串聯(lián)式開關電源輸出的電流小一倍。如果控制要與輸入端隔離，則可以使用光電耦合器作為傳遞控制信號。

開關電源高頻化是其發(fā)展的方向，高頻化使開關電源小型化，并使開關電源進入更廣泛的應用領域，特別是在高新技術領域的應用，推動了開關電源的發(fā)展前進，每年以超過兩位數(shù)字的增長率向著輕、小、薄、低噪聲、高可靠、抗干擾的方向發(fā)展。(2)電流環(huán)基準信號為電壓環(huán)誤差信號與全波整流電壓取樣信號之乘積。開關電源可分為AC/DC和DC/DC兩大類，DC/DC變換器現(xiàn)已實現(xiàn)模塊化，且設計技術及生產工藝在國內外均已成熟和標準化，并已得到用戶的認可，但AC/DC的模塊化，因其自身的特性使得在模塊化的進程中，遇到較為復雜的技術和工藝制造問題。另外，開關電源的發(fā)展與應用在節(jié)約能源、節(jié)約資源及保護環(huán)境方面都具有重要的意義。