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3D打印機電源等開關電源紋波的抑制

來源：發(fā)布時間：2019-04-15 點擊量：1376

3D打印機電源等開關電源紋波的抑制

前面的文章已經(jīng)敘述過對于D打印機電源等開關電源紋波的產(chǎn)生和測量問題，本文繼續(xù)來敘述波紋怎么能抑制問題，波紋的抑制，理論上和實際上都是一定存在的。通常抑制或減少它的做法有以下幾點：

一點，加大電感和輸出電容濾波

根據(jù)開關電源的公式，電感內(nèi)電流波動大小和電感值成反比，輸出紋波和輸出電容值成反比。所以加大電感值和輸出電容值可以減小紋波。增加L值，或者提高開關頻率可以減小電感內(nèi)的電流波動。

通常的做法，對于3D打印機電源等開關電源輸出電容，使用鋁電解電容以達到大容量的目的。但是電解電容在抑制高頻噪聲方面效果不是很好，而且ESR也比較大，所以會在它旁邊并聯(lián)一個陶瓷電容，來彌補鋁電解電容的不足。

同時，3D打印機電源等開關電源工作時，輸入端的電壓Vin不變，但是電流是隨開關變化的。這時輸入電源不會很好地提供電流，通常在靠近電流輸入端（以BucK型為例，是SWITcH附近），并聯(lián)電容來提供電流。
上面這種做法對減小紋波的作用是有限的。因為體積限制，電感不會做的很大；輸出電容增加到一定程度，對減小紋波就沒有明顯的效果了；增加開關頻率，又會增加開關損失。所以在要求比較嚴格時，這種方法并不是很好。

二點、二級濾波，就是再加一級LC濾波器
LC濾波器對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成濾波電路，一般能夠很好的減小紋波。

三點、3D打印機電源等開關電源輸出之后，接LDO濾波
這是減少紋波和噪聲最有效的辦法，輸出電壓恒定，不需要改變原有的反饋系統(tǒng)，但也是成本最高，功耗最高的辦法。
對于高頻噪聲，由于頻率高幅值較大，后級濾波雖然有一定作用，但效果不明顯。這方面有專門的研究，簡單的做法是在二極管上并電容C或RC，或串聯(lián)電感。

四點、在二極管上并電容C或RC
3D打印機電源等開關電源的二極管高速導通截止時，要考慮寄生參數(shù)。在二極管反向恢復期間，等效電感和等效電容成為一個RC振蕩器，產(chǎn)生高頻振蕩。為了抑制這種高頻振蕩，需在二極管兩端并聯(lián)電容C或RC緩沖網(wǎng)絡。電阻一般取10Ω-100 Ω，電容取4.7pF-2.2nF。
在二極管上并聯(lián)的電容C或者RC，其取值要經(jīng)過反復試驗才能確定。如果選用不當，反而會造成更嚴重的振蕩。
對高頻噪聲要求嚴格的話，可以采用軟開關技術。關于軟開關，有很多書專門介紹。

五點、二極管后接電感（EMI濾波）
這也是常用的抑制高頻噪聲的方法。針對產(chǎn)生噪聲的頻率，選擇合適的電感元件，同樣能夠有效地抑制噪聲。需要注意的是，電感的額定電流要滿足實際的要求。比較簡單的做法，不再詳細解釋。

以上就是關于3D打印機電源等開關電源紋波，總結的一些內(nèi)容，如果能加些波形就更好了。雖然可能不太全，但對一般的應用已經(jīng)足夠了。關于噪聲抑制，實際中并不一定全部應用，重要的是根據(jù)自己的設計要求，比如產(chǎn)品體積，成本，開發(fā)周期等，選擇合適的方法。歡迎關注成良官網(wǎng)了解更多內(nèi)容。

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