开关电源纹波的发生
咱们终究的意图是要把输出纹波下降到可以忍耐的程度，到达这个意图最底子的解决办法便是要尽量避免纹波的发生，首先要清楚开关电源纹波的品种和发生原因。
上图是开关电源中最简略的拓扑结构-buck降压型电源。
跟着SWITCH的开关，电感L中的电流也是在输出电流的有用值上下动摇的。所以在输出端也会呈现一个与SWITCH同频率的纹波，一般所说的纹波便是指这个。它与输出电容的容量和ESR有联系。这个纹波的频率与开关电源相同，为几十到几百KHz。
别的，SWITCH一般选用双极性晶体管或许MOSFET，不管是哪种，在其导通和截止的时分，都会有一个上升时间和下降时间。这时分在电路中就会呈现一个与SWITCH上升下降时间的频率相同或许奇数倍频的噪声，一般为几十MHz。相同二极管D在反向恢复瞬间，其等效电路为电阻电容和电感的串联，会引起谐振，发生的噪声
频率也为几十MHz。这两种噪声一般叫做高频噪声，幅值一般要比纹波大得多。
假如是AC／DC变换器，除了上述两种纹波（噪声）以外，还有AC噪声，频率是输入AC电源的频率，为50～60Hz左右。还有一种共模噪声，是因为许多开关电源的功率器材运用外壳作为散热器，发生的等效电容导致的。
开关电源纹波的丈量
根本要求：
运用示波器AC耦合
20MHz带宽约束
拔掉探头的地线
1，AC耦合是去掉叠加的直流电压，得到准确的波形。
2，翻开20MHz带宽约束是避免高频噪声的搅扰，避免测出过错的成果。因为高频成分幅值较大，丈量的时分应除掉。
3，拔掉示波器探头的接地夹，运用接地环丈量，是为了削减搅扰。许多部分没有接地环，假如差错答应也直接用探头的接地夹丈量。但在判别是否合格时要考虑这个要素。
还有一点是要运用50?终端。横河示波器的材料上介绍说，50?模块是除掉DC成分，准确丈量AC成分。可是很少有示波器配这种专门的探头，大多数状况是运用标配100K?到10M?的探头丈量，影响暂时不清楚。
上面是丈量开关纹波时根本的留意事项。假如示波器探头不是直接触摸输出点，应该用双绞线，或许50?同轴电缆办法丈量。
在丈量高频噪声时，运用示波器的全通带，一般为几百兆到GHz等级。其他与上述相同。或许不同的公司有不同的测验办法。归根结底第一要清楚自己的测验成果。第二要得到客户认可，
关于示波器：
有些数字示波器因为搅扰和存储深度的原因，无法正确的丈量出纹波。这时应替换示波器。这方面有时分尽管老的模仿示波器带宽只要几十兆，但体现要比数字示波器好。
开关电源纹波的按捺
关于开关纹波，理论上和实践上都是必定存在的。 一般按捺或削减它的做法有三种：
1，加大电感和输出电容滤波
依据开关电源的公式，电感内电流动摇巨细和电感值成反比，输出纹波和输出电容值成反比。所以加大电感值和输出电容值可以减小纹波。
上图是开关电源电感L内的电流波形，其纹波电流△I可由下式算出：
可以看出，添加L值，或许进步开关频率可以减小电感内的电流动摇。
相同，输出纹波与输出电容的联系：vripple=Imax/（Co&TImes;f）。 可以看出，加大输出电容值可以减小纹波。
一般的做法，关于输出电容，运用铝电解电容以到达大容量的意图。可是电解电容在按捺高频噪声方面作用不是很好，并且ESR也比较大，所以会在它周围并联一个陶瓷电容，来补偿铝电解电容的缺乏。
一起，开关电源作业时，输入端的电压Vin不变，可是电流是随开关改动的。这时输入电源不会很好地供给电流，一般在接近电流输入端（以BucK型为例，是SWITcH邻近），并联电容来供给电流。
使用该对策后，BUCK型开关电源如下图所示：
上面这种做法对减小纹波的作用是有限的。因为体积约束，电感不会做的很大；输出电容添加到必定程度，对减小纹波就没有显着的作用了；添加开关频率，又会添加开关丢失。所以在要求比较严厉时，这种办法并不是很好。
关于开关电源的原理等，可以参阅各类开关电源规划手册。
2，二级滤波，便是再加一级LC滤波器
LC滤波器对噪纹波的按捺作用比较显着，依据要除掉的纹波频率挑选适宜的电感电容构成滤波电路，一般可以很好的减小纹波。
可是，这种状况下需求考虑反应比较电压的采样点。（如下图所示）
采样点选在LC滤波器之前（Pa），输出电压会下降。因为任何电感都有一个直流电阻，当有电流输出时，在电感上会有压降发生，导致电源的输出电压下降。并且这个压降是随输出电流改动的。
采样点选在LC滤波器之后（Pb），这样输出电压便是咱们所期望得到的电压。可是这样在电源体系内部引入了一个电感和一个电容，有或许会导致体系不安稳。关于体系安稳，许多材料有介绍，这儿不具体写了。
3，开关电源输出之后，接LDO滤波
这是削减纹波和噪声最有用的办法，输出电压稳定，不需求改动原有的反应体系，但也是本钱最高，功耗最高的办法。
任何一款LDO都有一项目标：噪音按捺比。是一条频率-dB曲线，如右图是凌特公司LT3024的曲线。
通过LDO之后，开关纹波一般在10mV以下。
下图是LDO前后的纹波比照：
比照曲线上图的曲线和左图的波形，可以看出对几百KHz的开关纹波，LDO的按捺作用十分好。但在高频范围内，该LDO的作用就不那么理想了。
对减小纹波。开关电源的PCB布线也十分要害，这是个很赫手的问题。有专门的开关电源PCB 工程师，简略的可以参阅美国国半公司的AN1229：SIMPLE SWITCHER PCB Layout Guidelines， （网上有翻译的中文摘要）
关于高频噪声，因为频率高幅值较大，后级滤波尽管有必定作用，但作用不显着。这方面有专门的研讨，简略的做法是在二极管上并电容C或RC，或串联电感。
4，在二极管上并电容C或RC
上图是实践用二极管的等效电路。二极管高速导通截止时，要考虑寄生参数。在二极管反向恢复期间，等效电感和等效电容成为一个RC振动器，发生高频振动。为了按捺这种高频振动，需在二极管两头并联电容C或RC缓冲网络。电阻一般取10Ω-100 Ω，电容取4.7pF-2.2nF。
在二极管上并联的%&&&&&%C或许RC，其取值要通过重复实验才干确认。假如选用不妥，反而会形成更严峻的振动。
对高频噪声要求严厉的话，可以选用软开关技能。关于软开关，有许多书专门介绍。
5，二极管后接电感（EMI滤波）
这也是常用的按捺高频噪声的办法。针对发生噪声的频率，挑选适宜的电感元件，相同可以有用地按捺噪声。需求留意的是，电感的额定电流要满意实践的要求。比较简略的做法，不再具体解说。
小结
以上是关于开关电源纹波，总结的一些内容，假如能加些波形就更好了。尽管或许不太全，但对一般的使用现已足够了。关于噪声按捺，实践中并不必定悉数使用，重要的是依据自己的规划要求，比方产品体积，本钱，开发周期等，挑选适宜的办法。
