晶凱源解析開關(guān)電源紋波的主要分類

來源：武漢晶凱源科技有限公司 2026年04月13日 07:35

　　　　什么是紋波?
　　

　　紋波(ripple)的定義是指在直流電壓或電流中，疊加在直流穩(wěn)定量上的交流分量。
　　
　　它主要有以下害處：
　　
　　容易在用電器上產(chǎn)生諧波，而諧波會(huì)產(chǎn)生更多的危害；
　　
　　降低了電源的效率；
　　
　　較強(qiáng)的紋波會(huì)造成浪涌電壓或電流的產(chǎn)生，導(dǎo)致燒毀用電器；
　　
　　會(huì)干擾數(shù)字電路的邏輯關(guān)系，影響其正常工作；
　　
　　會(huì)帶來噪音干擾，使圖像設(shè)備、音響設(shè)備不能正常工作。
　　
　　
　　

　　紋波的表示方法
　　

　　可以用有效值或峰值來表示，或者用量、相對(duì)量來表示；
　　
　　單位通常為：m
　　
　　例如：
　　
　　一個(gè)電源工作在穩(wěn)壓狀態(tài)，其輸出為12V5A，測(cè)得紋波的有效值為10mV，這10mV就是紋波的量，而相對(duì)量即紋波系數(shù)=紋波電壓/輸出電壓=10mv/12V=0.12%。
　　
　　

　　紋波的測(cè)試方法

　　以20M示波器帶寬為限制標(biāo)準(zhǔn)，電壓設(shè)為PK-PK(也有測(cè)有效值的)，去除示波器控頭上的夾子與地線 (因?yàn)檫@個(gè)本身的夾子與地線會(huì)形成環(huán)路，像一個(gè)天線接收雜訊，引入一些不必要的雜訊)，使用接地環(huán)（不使用接地環(huán)也可以，不過要考慮其產(chǎn)生的誤差），在探頭上并聯(lián)一個(gè)10UF電解電容與一個(gè)0.1UF瓷片電容，用示波器的探針直接進(jìn)行測(cè)試；如果示波器探頭不是直接接觸輸出點(diǎn)，應(yīng)該用雙絞線，或者50Ω同軸電纜方式測(cè)量。

　　開關(guān)電源紋波的主要分類

　　
　　開關(guān)電源輸出紋波主要來源于五個(gè)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(guān)過程中產(chǎn)生的超高頻諧振噪聲;
　　
　　閉環(huán)調(diào)節(jié)控制引起的紋波噪聲。
　　
　　
　　

　　輸入低頻紋波:

　　
　　低頻紋波是與輸出電路的濾波電容容量相關(guān)。電容的容量不可能無限制地增加，導(dǎo)致輸出低頻紋波的殘留。
　　
　　交流紋波經(jīng)DC/DC變換器衰減后，在開關(guān)電源輸出端表現(xiàn)為低頻噪聲，其大小由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。要實(shí)現(xiàn)開關(guān)電源的低紋波輸出，必須對(duì)低頻電源紋波采取濾波措施。（電源方案解決專家：華星電源）
　　
　　可采用前級(jí)預(yù)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:
　　
　　a、加大輸出低頻濾波的電感，電容參數(shù)。
　　
　　電容上的紋波有兩個(gè)成分，一個(gè)是充放電時(shí)的電壓升降量，一個(gè)是電流進(jìn)出電容時(shí)ESR上的I*R電壓降量。
　　
　　通過輸出紋波與輸出電容的關(guān)系式：vripple=Imax/(Co×f)可以看出，加大輸出電容值可以減小紋波。
　　
　　或者考慮采用并聯(lián)的方式減小ESR值，或者使用LOW ESR電容。
　　
　　b、采用前饋控制方法，降低低頻紋波分量。
　　
　　feed forward control (FFC) 前饋控制是按照擾動(dòng)產(chǎn)生校正作用的一種調(diào)節(jié)方式，主要用于一些純滯后或容量滯后較大的被控參數(shù)的控制。
　　

　　其目的是加速系統(tǒng)響應(yīng)速度，改善系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)。

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