dcdc纹波怎么产生的（dcdc模块输出纹波抑制）

DC-DC转换过程中会产生纹波。由于布局的差异，相同的电路原理图也会产生不同的纹波，因此PCB布局后需要测试纹波信号。这里举一个例子来说明。

这就是原始的纹波信号，如下图：

纹波约为150mv。改进后纹波为10mv，如下图：（这里测量的是DC5V的位置，没有特殊要求，一般我们认为纹波小于50mv。）

1.增加电感和输出电容滤波

根据开关电源的公式，电感中的电流波动与电感值成反比，输出纹波与输出电容值成反比。因此，增加电感值和输出电容值可以减少纹波。

同样，输出纹波与输出电容的关系：vripple=Imax/(Cof)。可见，增大输出电容值可以减小纹波。

通常的做法是使用铝电解电容器作为输出电容器以实现大容量。但电解电容对于抑制高频噪声效果不是很好，而且ESR比较大，所以在旁边并联了一个陶瓷电容来弥补铝电解电容的缺点。

同时，开关电源工作时，输入端电压Vin保持不变，但电流随着开关的变化而变化。此时，输入电源将不能很好地提供电流。通常在靠近电流输入端（以BucK型为例，靠近SWITcH）并联一个电容来提供电流。

上述方法对于降低纹波效果有限。由于体积限制，电感不会很大；将输出电容增大到一定程度，对于降低纹波没有明显效果；增加开关频率会增加开关损耗。所以当要求比较严格的时候这个方法就不太好了。关于开关电源的原理等，可以参考各种开关电源设计手册。

2、二级滤波是增加二级LC滤波器。

LC滤波器对噪声纹波有比较明显的抑制效果。根据要去除的纹波频率选择合适的电感和电容组成滤波电路，一般可以很好地降低纹波。

如果采样点选在LC滤波器（Pa）之前，输出电压将会降低。由于任何电感都有直流电阻，当有电流输出时，电感上会产生压降，导致电源的输出电压下降。并且这个电压降随着输出电流的变化而变化。

采样点选在LC滤波器（Pb）之后，这样输出电压就是我们想要的电压。然而，这在供电系统内部引入了电感和电容，可能会导致系统不稳定。关于系统稳定性，已经介绍了很多，这里不再赘述。

3、开关电源输出后，连接LDO滤波器

这是减少纹波和噪声的最有效方法。输出电压恒定，无需改变原有反馈系统。不过，这也是最省钱、最耗电的方式。任何LDO都有一个指标：噪声抑制比。是频率-dB曲线，如右图，是Linear Technology公司LT3024的曲线。

以减少纹波。开关电源的PCB布线也非常关键，是一个非常棘手的问题。有专门的开关电源PCB工程师。对于高频噪声，由于频率高、幅度大，后级滤波虽然有一定效果，但效果并不明显。这方面有专门的研究。简单的方法是在二极管上加一个电容C或RC，或者串联一个电感。

4. 将电容器C 或RC 连接到二极管

当二极管高速开通和关断时，必须考虑寄生参数。在二极管反向恢复期间，等效电感和等效电容成为RC振荡器，产生高频振荡。为了抑制这种高频振荡，需要在二极管两端并联一个电容器C或RC缓冲网络。电阻一般为10-100，电容为4.7pF-2.2nF。

与二极管并联的电容C或RC的值只能通过反复试验来确定。如果选择不当，会引起更严重的振荡。

如果对高频噪声要求严格，可以采用软开关技术。有很多专门讨论软交换的书籍。

5.二极管后面接一个电感（EMI滤波）

这也是抑制高频噪声常用的方法。针对产生噪声的频率选择合适的电感元件也可以有效抑制噪声。需要注意的是，电感的额定电流必须满足实际要求。

审稿人：刘庆