常用電子設(shè)備電源紋波大的原因分析

一、引言

在電子設(shè)備的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中，電源紋波是一個(gè)不容忽視的問題。電源紋波大不僅會(huì)影響設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性，還可能對(duì)設(shè)備造成損害。因此，如何解決電源紋波大的問題，成為了電子設(shè)備設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中的一項(xiàng)重要任務(wù)。本文將針對(duì)電源紋波大的問題，從原因分析、危害影響、解決方案等多個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)探討，以期為相關(guān)技術(shù)人員提供有益的參考。

二、電源紋波大的原因分析

電源紋波大的原因主要包括以下幾個(gè)方面：

電源本身的不穩(wěn)定性：電壓調(diào)節(jié)器和整流電源等電源設(shè)備在工作時(shí)可能存在一定的不穩(wěn)定性，導(dǎo)致輸出電壓發(fā)生波動(dòng)。這種不穩(wěn)定性可能來自于電源設(shè)備的設(shè)計(jì)缺陷、制造工藝不良、元器件老化等多種因素。

電源負(fù)載變化：當(dāng)負(fù)載電流發(fā)生變化時(shí)，電源可能無法立即提供穩(wěn)定的電壓，導(dǎo)致輸出電壓產(chǎn)生波動(dòng)。這種波動(dòng)可能是由于電源設(shè)備對(duì)負(fù)載變化的響應(yīng)能力不足，或者負(fù)載本身存在非線性特性等原因造成的。

電源線傳輸損耗：電源線路中存在一定的電阻和電感，當(dāng)通過這些線路傳輸電能時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致電壓波動(dòng)。此外，電源線路中的連接器和插頭等部件也可能存在接觸電阻和接觸不良等問題，進(jìn)一步加劇電壓波動(dòng)。

干擾電源：附近的電子設(shè)備可能會(huì)干擾電源的工作，導(dǎo)致輸出電壓波動(dòng)。這種干擾可能來自于其他電子設(shè)備的電磁輻射、靜電干擾等多種因素。

三、電源紋波大的危害影響

電源紋波大對(duì)電子設(shè)備的危害主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

降低電源效率：電源紋波大會(huì)導(dǎo)致電源設(shè)備的效率降低，增加設(shè)備的能耗和運(yùn)行成本。

損害設(shè)備：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，對(duì)設(shè)備造成損害。

影響設(shè)備性能：電源紋波大會(huì)影響設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性，降低設(shè)備的性能和使用壽命。

干擾數(shù)字電路：電源紋波會(huì)干擾數(shù)字電路的邏輯關(guān)系，影響其正常工作，甚至導(dǎo)致設(shè)備故障。

產(chǎn)生噪音干擾：電源紋波還會(huì)帶來噪音干擾，使圖像設(shè)備、音響設(shè)備不能正常工作。

四、電源紋波大的解決方案

針對(duì)電源紋波大的問題，可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行解決：

加大輸出電感和輸出電容進(jìn)行濾波

這是一種簡單有效的解決方法。通過加大輸出電容值可以延緩導(dǎo)通時(shí)間，增大電源的調(diào)節(jié)時(shí)間，從而達(dá)到減小紋波的目的。在實(shí)際應(yīng)用中，一般選擇大容量低ESR的高分子鋁電解電容作為輸出電容。此外，還可以在靠近電流輸入端并聯(lián)電容來提供電流，進(jìn)一步提高濾波效果。

在輸出端增加一級(jí)LC濾波線路

LC濾波器對(duì)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，一般能夠很好地減小紋波。采樣點(diǎn)應(yīng)選在LC濾波器之前，以確保濾波效果的有效性。

在開關(guān)電源輸出之后接LDO濾波

LDO濾波是一種減少紋波和噪聲最有效的辦法。其輸出電壓恒定，不需要改變?cè)械姆答佅到y(tǒng)。然而，這種方法成本較高且功耗較大，一般適用于需要高精度輸出的高端開關(guān)電源上，如服務(wù)器的信號(hào)、醫(yī)療設(shè)備等高精度儀器。

增大BUCK輸出電容

增大電源芯片的開關(guān)頻率

提高高頻紋波頻率有利于抑制輸出高頻紋波。但是過大的開關(guān)頻率容易造成EMI輻射超標(biāo)，因此開關(guān)頻率最好還是選擇一個(gè)合適的值。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)具體需求和設(shè)備特性進(jìn)行權(quán)衡和選擇。

五、結(jié)論

電源紋波大是電子設(shè)備設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中常見的問題之一。通過對(duì)其原因和危害進(jìn)行深入分析，并采取相應(yīng)的解決方案，可以有效降低電源紋波對(duì)設(shè)備的影響，提高設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)具體需求和設(shè)備特性選擇合適的解決方案，并不斷優(yōu)化和完善設(shè)計(jì)方案，以進(jìn)一步提高設(shè)備的性能和使用壽命。

本文對(duì)電源紋波大的問題進(jìn)行了詳細(xì)探討，并提出了多種解決方案。然而，由于篇幅限制，本文未能對(duì)所有細(xì)節(jié)進(jìn)行一一闡述。希望本文能為相關(guān)技術(shù)人員提供有益的參考和啟示，為電子設(shè)備設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中的電源紋波問題提供有效的解決方案。