如何降低模块电源的纹波和噪声-方法有哪些（如何降低模块电源的纹波和噪声-方法有哪些优缺点）

随着模块电源广泛应用于各种电子设备中，电磁环境变得日益复杂和恶劣，引起各行各业对各类设备的纹波噪声越来越关注。本文主要探讨纹波噪声问题。钰林科技小编就来分享一些降低纹波噪声的方法。

各行业开始越来越关注各类设备的纹波噪声。本文主要探讨纹波噪声问题。钰林科技小编就来分享一些降低纹波噪声的方法。

1. 什么是纹波？

纹波是直流稳压电源电压波动引起的现象。由于直流稳压电源一般是由交流电源经过整流、稳压而形成的，因此不可避免地含有一定的直流稳压成分。交流分量，这种叠加在直流稳定性上的交流分量称为纹波。

纹波的成分比较复杂。其形式一般是频率高于工频（我国50Hz）的类正弦波谐波，另一种是宽度很窄的脉冲波。对于不同的场合，对纹波的要求也不同。

纹波是直流电压的交流分量。直流电压本来应该是一个固定值，但很多情况下是通过对交流电压进行整流滤波得到的。由于过滤不干净，会有残留的交流成分。即便如此，即使是用电池供电，仍然会受到负载的影响。波浪引起涟漪。事实上，即使是最好的电压参考器件，其输出电压也存在纹波。

如果用示波器观察，会看到电压有轻微的上下波动，就像水波纹一样，所以称为纹波。

对于电容器来说，不管是哪种纹波，只要不是太大，一般不会影响电容器的质量。

2.什么是噪音

噪声是指叠加在纹波上的不连续且不规则的电压或电流尖峰。换句话说，噪声是指叠加在纹波上的杂波，而噪声的频率并不是完全固定和均匀的，存在一定的偶然性。

3.纹波噪声的原因和影响：

如果我们想要彻底解决纹波和噪声，就需要了解纹波噪声产生的根本原因。我们以开关电源为例。通常我们在电源模块输出端测试的纹波噪声是由以下几个原因引起的：开关器件工作时带来低频纹波、输入前端、线路寄生参数和耦合频带来。

这些纹波最终叠加在电源模块的输出上，为各种负载供电，这也带来了一堆问题。当电源纹波太大时，可能会影响运放的精度。导致整机精度大幅下降。在某些音视频系统中，过多的纹波噪声甚至会导致图像显示异常和音频故障。因此，在系统的设计中，降低各器件的纹波噪声就显得尤为重要。

减少纹波和噪声的方法

降低纹波和噪声的方法纹波主要来自五个方面：输入低频纹波、高频纹波、寄生参数引起的共模纹波噪声、功率器件开关过程中产生的超高频谐振噪声、和闭环调节控制感应纹波噪声。

1、低频纹波与输出电路的滤波电容有关。电容器的电容值不能无限增大，导致输出中残留低频纹波。交流纹波经过DC/DC变换器衰减后，在开关电源的输出端表现为低频噪声，这是由DC-DC变换器的变比和控制系统的增益决定的。电流模式控制DC-DC变换器的纹波抑制比电压控制变换器略有改善。但其输出端的低频交流纹波仍然较大。为了实现开关电源的低纹波输出，必须采取滤波措施滤除低频电源纹波。可以通过预调节电压和增加DC-DC转换器的闭环增益来消除。

低频纹波抑制的几种常用方法：

(1)增大输出低频滤波器的电感和电容参数，将低频纹波降低到要求指标。

(2)采用前馈控制方法，减少低频纹波成分。

2. 高频纹波噪声源自高频功率开关转换电路。电路中，输入的直流电压通过功率器件变换为高频开关，然后进行整流、滤波，实现稳压。输出端含有开关管，工作时高频纹波对外部电路的影响主要与开关电源的转换频率以及输出滤波器的结构和参数有关。在设计时，尽量提高电源转换器的工作频率，以减少高频开关纹波的影响。滤波要求。

高频纹波抑制的目的是为高频纹波提供通路。常用的方法有以下几种：

(1)提高开关电源的工作频率以提高高频纹波频率，有利于抑制输出高频纹波

(2)加大输出高频滤波器可以抑制输出高频纹波。

(3)采用多级过滤。

3、由于功率器件与散热器底板及变压器原副边之间存在寄生电容，导线中也存在寄生电感，所以当方波电压作用在功率器件上时，输出开关电源的末端会产生共模纹波噪声。减少和控制功率器件、变压器和机箱地之间的寄生电容，并在输出侧增加共模抑制电感和电容，以降低输出共模纹波噪声。

降低输出共模纹波噪声的常用方法：

(1)输出采用专门设计的EMI滤波器。

(2)减小开关毛刺幅度。

4、超高频谐振噪声主要来源于高频整流二极管反向恢复时的二极管结电容、功率器件的结电容以及功率器件开关时线路的寄生电感的谐振。频率一般为1-10MHz。通过选择具有软恢复特性的二极管、结电容较小的开关管、减少布线长度等措施，可以降低超高频谐振噪声。

开关电源需要对输出电压进行闭环控制，稳压器参数设计不当也会产生纹波。当输出端发生波动并通过反馈网络进入调节器环路时，可能会引起调节器自激振荡并产生附加纹波。该纹波电压一般没有固定的频率。在开关直流电源中，调节器参数选择不当常常会导致输出纹波增大。

这部分纹波可以通过以下方法抑制：

(1) 在稳压器输出端添加一个接地补偿网络。稳压器的补偿可以抑制稳压器自激引起的纹波增加。

(2)合理选择闭环调节器的开环放大系数和闭环调节器的参数。开环放大系数太大有时会引起稳压器振荡或自激，从而增加输出纹波含量。开环放大系数太小有时会导致稳压器振荡或自激。倍数会降低输出电压的稳定性并增加纹波含量。因此，应合理选择稳压器的开环放大系数和闭环稳压器的参数，并在调试时根据负载情况进行调整。

(3)反馈通道中不要添加纯滞后滤波环节，尽量减少延迟滞后，增加闭环调节的快速性和及时性，有利于抑制输出电压纹波。

以上是钰林科技小编关于如何降低模块电源纹波和噪声的分享。目前，钰林科技的HRB W2~20W系列DC-DC升压转换器是基于20MHz带宽加滤波电容进行测试的。纹波和噪声（滤波后测试） 150 mV p-p，最大值该电源模块的输出参数有50V、100VDC、110VDC、150VDC、200VDC、250VDC、400VDC、500VDC、600VDC、800VDC、1000VDC等，客户在一定的要求下纹波达不到目标要求时参数方面，一般建议客户在模块输出端加滤波电容。输出E2电容可根据不同参数选择。输出电容可选用10UF/450V或22UF/200V的电解电容，然后将两者串联起滤波作用。