高频高压开关电源直流母线纹波电流的抑制方法

降低电源纹波的方法电源纹波是指电源输出电压在负载变化或开关转换时产生的波动。

一个干净的电源输出是一个平稳的、无波峰的 DC 电压。

如果输出电压出现波峰，就会对电路的电压稳定性产生负面影响，从而影响电路工作的可靠性。

降低电源纹波是一个重要的问题。

下面我们将介绍几种常见的降低电源纹波的方法。

第一种方法是使用线性稳压器。

线性稳压器可以根据输入电压的大小指定恒定的、稳定的输出电压。

线性稳压器通常具有很低的输出纹波和良好的稳定性，但是它具有低效能和较高的热量损失。

对于高功率应用来说，线性稳压器不是最佳选择。

第二种方法是使用开关稳压器。

开关稳压器（switching regulator）主要用于将高输入的 DC 电压转换为稳定的低输出电压。

开关稳压器具有高效率、小体积和轻量化的特点，但是其输出端仍然存在一定的纹波。

纹波可以通过使用低 ESR 电容，如刚性电容或铝电解电容，来降低。

第三种方法是使用滤波器。

滤波器常常在开关稳压器的输出端加装。

滤波器可以去除电源直流电偏置和高频电磁干扰，从而减小输出电压的纹波。

滤波器的设计和配置应根据具体的应用场景进行调整和优化。

第四种方法是选择合适的电源电容器。

电源电容器是供电电路中的一个重要元件，可以平滑输出电压。

正确选择电源电容器的类型和参数可以降低输出电压的纹波。

在选择电容器时应注意电容器的额定电压、温度系数、精度及故障率等参数。

第五种方法是使用稳压芯片。

稳压芯片是一种高效的电源 IC，可以把输入电压稳定转换为稳定的输出电压，从而降低输出电压的纹波。

常见的稳压芯片有线性稳压芯片和开关稳压芯片等。

稳压芯片具有输出电压稳定、效率高、体积小和容易使用等优点。

综上所述，降低电源纹波的方法包括使用线性稳压器、开关稳压器、滤波器、选择合适的电源电容器和使用稳压芯片等。

在实际应用中，应根据具体的设计要求和场景，选择合适的降噪方法进行应用。

开关电源工作时，如何抑制纹波和减小高频噪声？
开关电源通过高频化的能量变换获得较高的能量转换效率，工作频率一般是几十KHz到上百KHz。

相对于线性电源，开关电源工作时的高频噪声是比较多的，纹波系数也相对较高，需要设计合适的滤波电路来抑制纹波和消除高频噪声。

电容滤波
在电源电路中，电容滤波是必不可少的。

在开关电源电路中，滤波电容的选择显得特别重要，特别是输出端的滤波电容。

由于工作频率较高，需要考虑电容的阻抗和频率特性，滤波电容容量并不是越大越好。

因为电源的频率提高后，电容值会急剧下降，所以选择滤波电容的时候我们需要考虑电容的ESR（等效串联阻抗）。

需要尽量使用ESR值小的滤波电容。

电容需要在工作频率内有较低的等效阻抗才会有良好的滤波效果。

选择电容时需要考虑开关电源的工作频率，输出电压，输出电流，电容容值大小可以参考前辈们的计算公式：C>0.289/{f×（U/I）× ACv}，ACv是纹波系数，单位是%。

LC滤波
电感有着通直流隔交流的特性，加入滤波电感对消除高频噪声有着非常好的效果。

电容和电感组合在一起使用效果更好。

如果有必要，我们还可以加入二级的LC滤波电路。

使用滤波电感时，需要根据开关电源的功率选择适当的功率电感。

LDO滤波
LDO（低压差线性稳压器）有一项噪声抑制比的指示，也有着很好的滤波效果，加入LDO后，纹波系数会大幅的降低，对抑制纹波和消除高频噪声非常有效。

主题: 开关电源纹波的产生与控制开关电源输出纹波主要来源于五个方面：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引起的纹波噪声1、低频纹波是与输出电路的滤波电容容量相关。

电容的容量不可能无限制地增加，导致输出低频纹波的残留。

交流纹波经DC/DC变换器衰减后，在开关电源输出端表现为低频噪声，其大小由DC/DC变换器的变比和控制系统的增益决定。

电流型控制DC / DC变换器的纹波抑制比电压型稍有提高。

但其输出端的低频交流纹波仍较大。

若要实现开关电源的低纹波输出，则必须对低频电源纹波采取滤波措施。

可采用前级预稳压和增大DC / DC变换器闭环增益来消除。

低频纹波抑制的几种常用的方法:a、加大输出低频滤波的电感，电容参数，使低频纹波降低到所需的指标。

b、采用前馈控制方法，降低低频纹波分量。

2、高频纹波噪声来源于高频功率开关变换电路，在电路中，通过功率器件对输入直流电压进行高频开关变换而后整流滤波再实现稳压输出的，在其输出端含有与开关工作频率相同频率的高频纹波，其对外电路的影响大小主要和开关电源的变换频率、输出滤波器的结构和参数有关，设计中尽量提高功率变换器的工作频率，可以减少对高频开关纹波的滤波要求。

高频纹波抑制的目的是给高频纹波提供通路，常用的方法有以下几种:a、提高开关电源工作频率，以提高高频纹波频率，有利于抑制输出高频纹波b、加大输出高频滤波器，可以抑制输出高频纹波。

C、采用多级滤波。

3、由于功率器件与散热器底板和变压器原、副边之间存在寄生电容，导线存在寄生电感，因此当矩形波电压作用于功率器件时，开关电源的输出端因此会产生共模纹波噪声。

减小与控制功率器件、变压器与机壳地之间的寄生电容，并在输出侧加共模抑制电感及电容，可减小输出的共模纹波噪声。

减小输出共模纹波噪声的常用方法:a、输出采用专门设计的EMI滤波器。

b、降低开关毛刺幅度。

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二极管结电容、功率器件开关时功率器件结电容与线路寄生电感的谐振，频率一般为1-10MHz,通过选用软恢复特性二极管、结电容小的开关管和减少布线长度等措施可以减少超高频谐振噪声。

解读开关电源高低频波纹的产生原理与抑制方法
 1、低频纹波是与输出电路的滤波电容容量相关。

电容的容量不可能无限制地增加，导致输出低频纹波的残留。

交流纹波经DC/DC变换器衰减后，在开关电源输出端表现为低频噪声，其大小由DC/DC变换器的变比和控制系统的增益决定。

电流型控制DC / DC变换器的纹波抑制比电压型稍有提高。

但其输出端的低频交流纹波仍较大。

若要实现开关电源的低纹波输出，则必须对低频电源纹波采取滤波措施。

可采用前级预稳压和增大DC / DC变换器闭环增益来消除。

 低频纹波抑制的几种常用的方法:
 a、加大输出低频滤波的电感，电容参数，使低频纹波降低到所需的指标。

 b、采用前馈控制方法，降低低频纹波分量。

探析大功率高压直流电源纹波抑制措施摘要：高压直流电源的纹波抑制一直是激光器电源技术的关键问题，针对用于大功率激光器的高压直流电源的纹波抑制问题，本文提出了一种基于神经网络优化的全波对称倍压整流方法，该方法能够对整流电路的关键参数进行合理优化，提高纹波抑制效果，提升直流电源的输出性能。

关键词：大功率；高压直流电源；纹波；抑制措施大功率激光器装置在各类工业及科研领域都有广泛的应用，如分子气体激光器（CO2、CO等），可以产生各类从紫外到远红外波段范围的激光，且具有较高的效率和激光功率，连续输出时功率最高可达104W级，脉冲输出的能量最高可达104J/脉冲水平，这些激光器在装备制造及加工、光通信技术、核聚变等领域具有广泛的应用。

高压倍压加速器采用倍压整流电路产生的直流电压来加速带电粒子，其中高压电源对加速管的供电对整个带电粒子的加速起到关键性作用。

为了维持上述各类大型科研设备的大功率输出，设计一个能稳定高效地输出电能的高压直流电源十分必要，一般而言，高压直流电源主要由高频逆变和高压升压两部分组成，在逆变和升压的过程中会产生有害的纹波电压。

纹波电压主要由倍压整流电路的漏感及高压逆变电路残留的交流成分造成，如果不能及时滤除纹波电压，会对用电设备造成不利影响：①降低供电效率；②产生不期望的谐波，造成电压畸变；③产生浪涌电流，损害设备。

传统的全波对称倍压整流技术可以大大降低高压电源的纹波电压，但其电路参数的设计主要依赖于经验。

1纹波产生机理及抑制直流高压电源输出的纹波电压主要取决于高频、低频纹波及电源自身的控制系统噪声幅值。

高压直流电源的输出电压是通过对输入的整流直流电压经功率放大器进行脉宽调制、整流滤波等方法来实现的。

由脉动的整流电容产生的输出电压具有一定的脉冲性，因此会产生不期望的高频噪声。

此外，高压电源本身的内部结构也能导致纹波电压的产生。

纹波电压产生于高压电压自身运行过程中，其中低频纹波主要由整流环节中整流桥整流再经滤波电容得到，高频纹波产生于高频逆变过程，在纹波电压占比中整流环节的纹波电压值较高。

如何抑制电源纹波直流电压波动会产生纹波现象，叠加在直流上的分量称为纹波，在我们平常的应用中DCDC输出电源纹波过大对于正常工作的芯片可能会造成影响，严重的会导致CPU挂机，如：板载DDR颗粒的VDD纹波过大可能会使得CPU对于DDR的数据读写出错，CPU访问到非法地址空间造成芯片的挂机。

电源输出交流纹波可以视为是直流输出叠加一个交流成份；从图中可以看出，纹波中包括了两个交流成份：一个DCDC输出的纹波信号与一个高频噪声的叠加。

在龙芯3A3000手册中对于芯片的电源纹波有明显的规定。

因此对于DCDC输出电压的纹波抑制显得尤为重要。

根据BUCK电路输出纹波计算公式：减少DCDC输出纹波的几种方式如下：1、增大BUCK输出电容：增大输出电容容量也就是增大了电源系统所存储的能量，当CPU在加载过程中需要大电流提供时，电源平面上较大的电容即可为CPU 提供瞬时所需的能量，使得电压波动不大。

但是电容的选择也是很重要的，对于小电流电源平面（负载电流3A这种）可能增加些许陶瓷电容即可达到较好的需求，但是对于大电流电源平面（负载电流上百A这种），所增加的电容容量就会变得很大，此时ESR就变成了考虑对象。

通常CPU的核心电源都是低压大电流的，一般选择大容量低ESR的高分子铝电解电容，而不选择铝液体电解电容。

铝液体电解电容不同规格ESR如下：高分子铝电解电容不同规格EESR如下：基本上为mΩ级2、增大电源芯片的开关频率：提高高频纹波频率，有利于抑制输出高频纹波，但是过大的开关频率容易造成EMI辐射超标，因此开关频率最好还是选择一个合适的值。

3、增大输出电感：根据开关电源的公式，电感内电流波动大小和电感值成反比，输出纹波和输出电容值成反比。

所以加大电感值可以减小输出电源的纹波。

4、优化反馈环路设计：4.1、增加前馈电容因为电源的反馈断加入了前馈电容，所以与反馈电阻形成新的零点和极点，虽然Cff在其零点频率之后引入了增益提升，此处涉及较深的控制理论，此处不再展开叙述。

摘要：本文主要通过对开关直流电源纹波出现的原因进行了简要的论述，并通过分析其出现的原因来总结得出抑制纹波所需要采取的措施，从而使得开关直流电源的纹波能够得到合理的抑制，这样有助于保障开关直流电源能够有效的运行。

希望通过本文的探究，能够为相关的人员提供一定的借鉴和参考。

关键词：开关直流电源；纹波抑制；问题；措施开关电源主要是对电路电源进行控制，一般来说，开关电源的效率较高，输出的电压也可以进行有效的调节，并且也能够尽可能的降低损耗，在体积上也较小，自重较轻，由于开关电源有着的如此多的优点，使得其应用的范围相对较广。

但是开关电源中也存在着纹波的问题，采取有效的手段对纹波进行抑制，方能更好的保障电路运行的安全和稳定。

下面本文就主要针对开关直流电源的纹波抑制问题进行深入的探究。

1 开关电源纹波产生的原因开关电源主要的作用就是将电网电路中的电压整流有效的转化为直流电，在合理的利用高频开关的基础上，实现对直流电的逆向转换，使其形成交流电，然后再通过开关变压所具备的降压作用，来将高频二极管中的整流有效的转化为直流电并进行输出。

而在开关电源中，纹波的出现主要是受到了如下几种因素的影响：1.1 低频纹波一般来说，低频纹波主要是因为滤波电路中呈现出的电解电容量不足所导致的，开关电源本身的体积就相对较小，在这一因素的限制下，电解电容对的容量也就无法无限制的增加，其所能够容纳的容量也相对较小，这样就使得对低频纹波产生，而相较于其他的纹波形式来说，这种低频纹波会随着电流中纹波频率的整流变化而呈现出一定的变化。

1.2 高频纹波当开关电源的逆变桥开关管处于开关的状态时，要想使得高频开关所具有的变压器体积可以有效的缩减以及能够保障其标准的重量，就需要对开关管的开关转换频率进行有效的控制，如果开关转换的频率相对较高，那么尖峰电压过冲就会随之出现，这样也会产生一定的纹波，使得开关电源中所输出的电压也出现相应的纹波，从而纹波之间就会产生共模效应。

详细解析Buck电路开关电源纹波的有效抑制方法
开关电源具有效率高、输出电压可调范围大、损耗小、体积小、重量轻等特点，得到了广泛的应用。

由于开关电源体积小，输出直流电压的纹波含量比同功率线性电源大，如何降低纹波含量成为开关电源应用及制造技术中的一个关键技术难点。

本文通过对Buck电路的分析，找出对纹波的产生有影响的因素及改善的措施。

 纹波的定义
 Buck类型开关电源的拓扑结构如图1所示。

 通常情况下，开关电源首先把电网电压全波整流变为直流电，经高频开关变换由变压器降压，经高频二极管整流滤波后，得到稳定的直流电压输出。

其自身含有大量的谐波干扰，同时由于变压器的漏感和输出二极管的反向恢复电流造成的尖峰都形成了电磁干扰源，这些尖峰就是输出纹波。

输出纹波主要来源于4个方面：低频纹波、高频纹波、共模纹波、功率器件开关过程中产生的超高频谐振等。

 Buck电路产生纹波的机理及计算
 1、纹波电流计算
 电感的定义：
 λ为线圈磁链、N为线圈匝数、i为流经线圈的电流、Φ为线圈磁通。

如果。

详细解析Buck电路开关电源纹波的有效抑制方法
详细解析Buck电路开关电源纹波的有效抑制方法
开关电源具有效率高、输出电压可调范围大、损耗小、体积小、重量轻等特点，得到了广泛的应用。

由于开关电源体积小，输出直流电压的纹波含量比同功率线性电源大，如何降低纹波含量成为开关电源应用及制造技术中的一个关键技术难点。

本文通过对Buck电路的分析，找出对纹波的产生有影响的因素及改善的措施。

纹波的定义
Buck类型开关电源的拓扑结构如图1所示。

通常情况下，开关电源首先把电网电压全波整流变为直流电，经高频开关变换由变压器降压，经高频二极管整流滤波后，得到稳定的直流电压输出。

其自身含有大量的谐波干扰，同时由于变压器的漏感和输出二极管的反向恢复电流造成的尖峰都形成了电磁干扰源，这些尖峰就是输出纹波。

输出纹波主要来源于4个方面：低频纹波、高频纹波、共模纹波、功率器件开关过程中产生的超高频谐振等。

Buck电路产生纹波的机理及计算
1、纹波电流计算
电感的定义：
λ为线圈磁链、N为线圈匝数、i为流经线圈的电流、Φ为线圈磁通。

如果。

开关电源适配器输出纹波和噪声电压的抑制措施一、在开关电源适配器输出端采用片式三端电容器与普通电解电容器组合改善滤波的高频特性。

开关电源适配器的输出端含有较大的噪声电压的峰-峰值，这是由于电解电容器在高频下的特性不完善所造成的。

因为电解电容在高频下可以用电容、电阻和电感三者的串联来等效，所以在高频下电容对噪声的旁路作用不在明显。

由于电阻和电感的存在，反而使噪声电压体现在开关电源适配器的输出端。

为了抑制开关电源适配器的输出噪声，通常有两个建议可供设计人员采用：1）将输出端的电解电容一拆为几，即将一个大容量的电解电容采用几个小容量电解电容并联来替代。

这一建议虽不能根本抑制噪声电压的产生，但用新办法所产生的信噪声电压的峰-峰值要比原来为小。

2）在电解电容旁边并联一个小容量的高频陶瓷电容器，利用高频电容在高频下所体现的低容抗，使输出噪声电压得到较大衰减（当然在印制电路板上的陶瓷电容也应该保持比较短的布线长度，保持尽可能小的线路阻抗）。

二、采用高性能的表面贴装滤波器。

采用表面贴装的高性能滤波器来改善输出电压噪声。

贴装滤波器内部电路等效为一个π型滤波线路，在开关电源适配器的输出端串上一个贴装高性能滤波器。

对比原来的输出噪声电压峰-峰值，会大幅减小，在示波器上，几乎显示为一条直线，说明输出电压的噪声已明显得到抑制，从而很好说明了表面贴装高性能滤波器在这个线路中的作用。

三、避免多个模块电源之间相互干扰。

当在同一块印制电路板上有多个模块电源一起工作，若两个模块靠得很近，模块电源本身是不屏蔽的，并且靠得很近，输出端也没有采用低阻抗的电容，而且两个模块离开实际的输出端子的距离又比较远时，则可能因为相互之间的干扰使输出噪声电压增加。

为避免这种相互干扰，可采用屏蔽措施，或将它们的安装位置适当远离，以减小相互之间的影响。

四、在开关电源适配器的输出端增加一级低压差线性稳压电路。

在开关电源或者模块电源输出后再加一个电压差线性稳压电路，能大幅度地降低输出噪声，以满足对噪声有特别要求的电路需要，输出噪声可达微伏级。

逆变器中点开关纹波电流抑制原理
点开关逆变器中使用的纹波电流抑制原理可以通过以下几个方面解释：
1. 调制技术：点开关逆变器中通常使用的是脉宽调制技术（PWM），通过调节开关器件（如晶闸管、IGBT等）的开闭时间比，将直流输入电压转换成交流输出电压。

脉宽调制技术可以有效地抑制电流的纹波，使得输出电压的纹波较小。

2. 滤波电感和电容：在点开关逆变器的输出端，通常会添加一个滤波电感和电容，用于进一步减小输出电压的纹波。

滤波电感可以阻挡高频纹波电流，而电容则可以对电流进行平滑。

这样可以通过组合滤波电感和电容来减小纹波电流的幅值。

3. 控制算法：逆变器中的控制算法也可以起到抑制纹波电流的作用。

通过合理的控制策略和算法，可以尽可能地减小输入电流的纹波。

综上所述，点开关逆变器中点开关纹波电流的抑制可以通过调制技术、滤波电感和电容以及控制算法等多种方法来实现。

纹波电流大的解决方法纹波电流指的是交流电源输出的电流中存在的一种波动或纹波现象。

在某些电子设备中，纹波电流大可能会给设备带来一些问题，如噪声、电磁干扰等。

因此，解决纹波电流大的问题是非常重要的。

本文将探讨一些常见的解决方法。

一、线路设计优化在电子设备的线路设计中，合理优化是减小纹波电流的关键。

首先，需要合理选择滤波电容和电感器件。

滤波电容可以通过选择合适的容值和电压等级来降低纹波电流。

电感器件的选择则可以通过合理的电感值和电流容量来减小纹波电流。

其次，还可以通过增加线路的抗干扰能力，减小纹波电流对其他设备的干扰。

例如，可以采用屏蔽线或屏蔽壳来隔离纹波电流对其他线路的影响。

二、合理布局与散热设计在电子设备的布局中，合理分离高频和低频电路是减小纹波电流的重要措施之一。

高频电路和低频电路的分离可以有效降低纹波电流的传导和辐射。

此外，合理的散热设计也是减小纹波电流的关键。

过高的温度会导致电子元器件的性能下降，从而增加纹波电流的大小。

因此，通过合理的散热设计来降低温度是非常重要的。

三、滤波电路设计在电子设备中，添加滤波电路是减小纹波电流的一种常见方法。

滤波电路可以通过选择合适的滤波元件，如电容、电感、电阻等，来减小纹波电流。

例如，可以采用LC滤波器来滤除纹波电流中的高频成分，从而减小纹波电流的大小。

此外，还可以采用多级滤波电路来进一步降低纹波电流。

四、使用稳压器件稳压器件是一种常见的解决纹波电流大的方法。

稳压器件可以通过控制电压的稳定性来减小纹波电流。

例如，可以使用稳压二极管、稳压三极管等来控制电流的稳定性，从而减小纹波电流。

此外，还可以采用开关稳压器等稳压电路来进一步提高纹波电流的稳定性。

五、优化电源设计优化电源设计是解决纹波电流大的一种重要方法。

在电源设计中，合理选择电源的类型和参数是减小纹波电流的关键。

例如，可以选择直流电源而不是交流电源，以减小纹波电流的大小。

此外，合理选择电源的额定电流和电压等级也是优化电源设计的重要方面。

纹波电流大的解决方法纹波电流是指电力系统中交流电源输出的电流中所含有的高频成分，通常以正弦波电流为基准，其波形上下存在着一定的纹波。

纹波电流会给电力系统带来一系列的问题，例如对设备的损坏、传输中的能量损耗等。

因此，如何降低纹波电流成为了电力系统设计与维护中的重要问题。

降低纹波电流的方法有很多种，下面将逐一介绍几种常见的解决方法。

1. 电容滤波器电容滤波器是最常见的降低纹波电流的方法之一。

它通过在电路中串联一个电容器，将高频纹波电流绕过负载，从而降低纹波电流的幅值。

电容滤波器的原理是利用电容器对频率的特性，将高频成分导流，使其不进入负载。

在设计电容滤波器时，需要根据系统的频率特性和纹波电流的幅值要求选择合适的电容值。

2. 电感滤波器电感滤波器也是常用的降低纹波电流的方法之一。

它通过在电路中串联一个电感器，利用电感器对高频成分的特性，将高频纹波电流滤除，以减小纹波电流的幅值。

电感滤波器的原理是基于电感器对频率的特性，使高频成分产生阻抗，从而起到滤波的作用。

在设计电感滤波器时，需要根据系统的频率特性和纹波电流的幅值要求选择合适的电感值。

3. 三相桥式整流器三相桥式整流器是一种常用的降低纹波电流的方法。

它通过将三相交流电源经过整流变换为直流电源，从而减小纹波电流的幅值。

在三相桥式整流器中，通常会使用滤波电容器来进一步降低纹波电流的幅值。

通过合理选择整流器的参数和滤波电容器的容值，可以有效降低纹波电流的幅值。

4. 电动势补偿电动势补偿是一种通过引入电动势来抵消纹波电流的方法。

它利用电容或电感等元件产生电动势，与纹波电流相位相反，从而抵消纹波电流的幅值。

电动势补偿的原理是基于相位差的原理，通过合理选择电动势的参数和相位关系，可以有效降低纹波电流的幅值。

5. 控制器设计优化控制器设计优化是一种综合考虑系统特性和控制策略的方法。

通过合理设计控制器的参数和控制策略，可以有效降低纹波电流的幅值。

控制器设计优化的原理是基于系统的动态响应特性，通过调整控制器的参数和控制策略，使系统的响应更加平稳，从而减小纹波电流的幅值。