电源模块输出纹波噪声过大原因

输出纹波噪声过大的原因：

（1）电源模块与主电路噪声敏感元件距离过近

（2）主电路噪声敏感元件的电源输入端处未接去耦电容

（3）多路系统中各单路输出的电源模块之间产生差频干扰

（4）地线处理不合理

解决方法：可以通过将模块与噪声器件隔离或在主电路使用去耦电容等方案改善。若电源的***率、体积及重量是考虑***时，开关电源比线性电源要好。如：将电源模块尽可能远离主电路噪声敏感元件或模块与主电路噪声敏感元件进行隔离，主电路噪声敏感元件(如：A/D、D/A或MCU等)的电源输入端处接0.1μF去耦电容，使用一个多路输出的电源模块代替多个单路输出模块消除差频干扰，采用远端一点接地、减小地线环路面积。

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大功率开关型高压直流电源广泛应用于静电除尘、水质改良、机和CT机等大型设备。电源设计中即使是普通的直流到直流开关转换器的设计都会出现一系列问题，尤其在高功率电源设计中更是如此。电压高达50~l59kV,电流达到0.5A以上,功率可达100kW。自从70年,日本的一些公司开始采用逆变技术,将市电整流后逆变为3kHz左右的中频,然后升压。进入80年代,高频开关电源技术迅速发展。德国西门子公司采用功率晶体管做主开关元件,将电源的开关频率提高到20kHz以上。并将干式变压器技术成功的应用于高频高压电源,取消了高压变压器油箱,使变压器系统的体积进一步减小。国内对静电除尘高压直流电源进行了研制,市电经整流变为直流,采用全桥零电流开关串联谐振逆变电路将直流电压逆变为高频电压,然后由高频变压器升压,后整流为直流高压。在电阻负载条件下,输出直流电压达到55kV,电流达到15mA,工作频率为25.6kHz。

从公式2可以看出，减小开关节点的回路面积会有效降低电磁干扰水平。如：将电源模块尽可能远离主电路噪声敏感元件或模块与主电路噪声敏感元件进行隔离，主电路噪声敏感元件(如：A/D、D/A或MCU等)的电源输入端处接0。如果回路面积减小为原来的3倍，电磁干扰会降低9.5dB，如果减小为原来的10倍，则会降低20 dB。设计时，从化图4和图5所示的两个回路节点的回路面积着手，细致考虑器件的布局问题，同时注意铜线连接问题。尽量避免同时使用PCB的两面，因为通孔会使电感显着，进而带来其他问题。恰当放置高频输入和输出电容器的重要性常被忽略。若干年以前，我所在的公司曾把我们的产品设计转让给国外制造商。结果，我的工作职责也发生了很大变化，我成了一名顾问，帮助电源设计新手解决文中提到的一系列需要权衡的事宜及其他众多问题。这里有一个含有集成镇流器的离线式开关的设计例子：设计人员希望降低终功率级中的电磁干扰。我只是简单地将高频输出电容器移动到更靠近输出级的位置，其回路面积就大约只剩原来的一半，而电磁干扰就降低了约 6dB。而这位设计者显然不太懂得其中的道理，他称那个电容为“魔法帽子”，而事实上我们只是减小了开关节点的回路面积。