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3D打印機(jī)電源等開關(guān)電源紋波的抑制

來源:   發(fā)布時(shí)間:2019-04-15   點(diǎn)擊量:1448

3D打印機(jī)電源等開關(guān)電源紋波的抑制

前面的文章已經(jīng)敘述過對于D打印機(jī)電源等開關(guān)電源紋波的產(chǎn)生和測量問題,本文繼續(xù)來敘述波紋怎么能抑制問題,波紋的抑制,理論上和實(shí)際上都是一定存在的。 通常抑制或減少它的做法有以下幾點(diǎn):

一點(diǎn),加大電感和輸出電容濾波

根據(jù)開關(guān)電源的公式,電感內(nèi)電流波動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。增加L值,或者提高開關(guān)頻率可以減小電感內(nèi)的電流波動。

通常的做法,對于3D打印機(jī)電源等開關(guān)電源輸出電容,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),3D打印機(jī)電源等開關(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。
上面這種做法對減小紋波的作用是有限的。因?yàn)轶w積限制,電感不會做的很大;輸出電容增加到一定程度,對減小紋波就沒有明顯的效果了;增加開關(guān)頻率,又會增加開關(guān)損失。所以在要求比較嚴(yán)格時(shí),這種方法并不是很好。

二點(diǎn)、二級濾波,就是再加一級LC濾波器
LC濾波器對噪紋波的抑制作用比較明顯,根據(jù)要除去的紋波頻率選擇合適的電感電容構(gòu)成濾波電路,一般能夠很好的減小紋波。

三點(diǎn)、3D打印機(jī)電源等開關(guān)電源輸出之后,接LDO濾波
這是減少紋波和噪聲最有效的辦法,輸出電壓恒定,不需要改變原有的反饋系統(tǒng),但也是成本最高,功耗最高的辦法。
對于高頻噪聲,由于頻率高幅值較大,后級濾波雖然有一定作用,但效果不明顯。這方面有專門的研究,簡單的做法是在二極管上并電容C或RC,或串聯(lián)電感。

四點(diǎn)、在二極管上并電容C或RC
3D打印機(jī)電源等開關(guān)電源的二極管高速導(dǎo)通截止時(shí),要考慮寄生參數(shù)。在二極管反向恢復(fù)期間,等效電感和等效電容成為一個(gè)RC振蕩器,產(chǎn)生高頻振蕩。為了抑制這種高頻振蕩,需在二極管兩端并聯(lián)電容C或RC緩沖網(wǎng)絡(luò)。電阻一般取10Ω-100 Ω,電容取4.7pF-2.2nF。
在二極管上并聯(lián)的電容C或者RC,其取值要經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)才能確定。如果選用不當(dāng),反而會造成更嚴(yán)重的振蕩。
對高頻噪聲要求嚴(yán)格的話,可以采用軟開關(guān)技術(shù)。關(guān)于軟開關(guān),有很多書專門介紹。

五點(diǎn)、二極管后接電感(EMI濾波)
這也是常用的抑制高頻噪聲的方法。針對產(chǎn)生噪聲的頻率,選擇合適的電感元件,同樣能夠有效地抑制噪聲。需要注意的是,電感的額定電流要滿足實(shí)際的要求。比較簡單的做法,不再詳細(xì)解釋。

以上就是關(guān)于3D打印機(jī)電源等開關(guān)電源紋波,總結(jié)的一些內(nèi)容,如果能加些波形就更好了。雖然可能不太全,但對一般的應(yīng)用已經(jīng)足夠了。關(guān)于噪聲抑制,實(shí)際中并不一定全部應(yīng)用,重要的是根據(jù)自己的設(shè)計(jì)要求,比如產(chǎn)品體積,成本,開發(fā)周期等,選擇合適的方法。歡迎關(guān)注成良官網(wǎng)了解更多內(nèi)容。

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