減少電源輸出紋波的接線方法

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 減少電源輸出紋波的接線方法               

介紹：

     SMPS產(chǎn)品的紋波測試問題一直是大家爭論的焦點； 一般，SMPS產(chǎn)品紋波值應(yīng)該是小于其產(chǎn)品輸出電壓的2%，也是多數(shù)電源制造商保證的限值。這個保證局限于制造商指定的測試方法或行業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的測試方法：（eg:EIAJ方法被多數(shù)國外品牌電源企業(yè)采用）。

     無論電源輸出紋波極限是多少,如果SMPS輸出接線方法設(shè)計不當(dāng),負(fù)載端的紋波電壓將會更高,盡管開關(guān)電源本身的紋波低,例如:假設(shè)按以下方法接線:

    Vo = Vout – Iout*2r

        分開其AC,DC 分量:

        Vo(dc) + Vo(ac) = Vout(dc) + Vout(ac) – Iout(dc)*2r – Iout(ac)*2r

        其中AC分量:

        Vo(ac) = Vout(ac) – Iout(ac)*2r

        負(fù)載端紋波電壓= SMPS 上紋波電壓 - 電纜上紋波電壓;

 解決方案:

     按經(jīng)驗10毫歐被認(rèn)為是很低的阻值,因此,非常容易忽視電纜阻抗的重要性.但是在開關(guān)負(fù)載(如:馬達(dá),繼電器線圈等和穩(wěn)定負(fù)載并聯(lián)時,輸出端負(fù)載共享電流路徑，（例如圖1的測試接線方法）那么電流與導(dǎo)線阻抗相乘得到的導(dǎo)線壓降（△V）疊加在原紋波電壓上，那么測試到的紋波電壓就很高。

在這種情況下，最有效的解決方法是將分離穩(wěn)定負(fù)載和開關(guān)負(fù)載的電纜連線，例如：

在Vo(1),由于SMPS有原始的紋波電壓：

       Vo(1) = Vout – Io(1)*2r

          將電壓/電流的DC,AC 分量分開測試.

       Vo(1ac) = Vout(ac),

          (Note: 由于穩(wěn)定的負(fù)載Io(1)沒有AC分量)

       現(xiàn)在Vo(1)已經(jīng)有效的與并聯(lián)的開關(guān)負(fù)載實現(xiàn)了隔離.

    這種解決方法產(chǎn)生的紋波電壓只表現(xiàn)在Vo(2)上(因為是開關(guān)負(fù)載),類似于上面的描述,它的紋波電壓是:

       Vo(2ac) = Vout(ac) – Iout(2ac)*2r

       需要提醒的是這一方案不會改善Vo(2)的紋波電流.

    在多數(shù)應(yīng)用中,開關(guān)負(fù)載對其終端上的紋波電壓既不敏感也不易受其影響，這是由負(fù)載的耐電壓特性決定的,所以以上給出的解決方案目的不在于解決Vo(2)的紋波問題.

    出現(xiàn)在Vcc上過高的紋波電壓將會使某些電路工作不穩(wěn)定,比如:模擬的運放電路或微小的信號處理電路,這些紋波電壓在電路中是噪聲,必須盡量減到最小,可采用LC濾波器電路來減少紋波電壓.

      所以上述方案(例圖3:解決方案)是針對問題根源的解決方法.

附：EIAJ（RC-9002A）標(biāo)準(zhǔn)輸出紋波和噪聲的測試方法：

按圖4：所示的接線，在離SMPS輸出端100mm處外接一個100uF的電解電容和0.1uF的薄膜電容,示波器帶寬用20MHz,示波器探頭與一個50歐姆同軸電纜相連接,并在示波器的輸入插孔配上匹配的阻抗元件.

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