电源为什么会产生纹波?

知识汇聚


一、电源为什么会产生纹波?

AC-DC电源输出端输出直流电压,但是可能由于电路滤波性能不好,输出信号中有交流分量,从而导致输出纹波的产生。输出纹波的定义是指直流电源输出时,叠加在直流稳定量上的交流分量。用示波器来看,会看到电压上下轻微波动,就像水纹一样,所以叫做纹波。

二、怎么处理纹波?

要想纹波小到几乎没有,也就是要求最后输出的交流分量要接近于0,应该怎么做呢。

对于AC-DC开关电源来说,AC电压(AC波形类似于正弦波)从上图中桥式整流器的2脚和3脚输入,经过桥式全波整流将交流电压变化为单向的脉动电压(波形图如下图中黑实线波形所示)。

之后需要再经过后面的大电解电容进行滤波,这个过程是这样的:当脉动直流电压从0一直向峰值上升的过程,一直对滤波电容充电,可以使此滤波电容C的电压达到脉动电压的峰值,然后当脉动电压从峰值往下降的时候,此时滤波电容C存储的能量开始放出,使整体输出的电压基本维持在一定的值。脉动电压不断变化,电容C也不断充放电,最后达到一个平衡状态,输出稳定的直流电压(波形图如下图中蓝色线波形所示)。此时经过整流和滤波之后纹波可以说是很小了。在条件和成本允许的情况下,尽可能使用容量大的电容。

如果说此时纹波的大小还不达标,交流分量较大的话,可以再加一个π形LC滤波电路在输出端。

三、总结

纹波电压的害处:

1、容易在用设备中产生不期望的谐波,而谐波会产生较多的危害;

2、降低了电源的效率;

3、较强的纹波会造成浪涌电压或电流的产生,导致烧毁用电设备;

4、会干扰数字电路的逻辑关系,影响其正常工作;

5、会带来噪音干扰,使图像设备、音响设备不能正常工作。


抵制纹波电压的方法,常见的有以下几种:

1、在成本、体积允许的情况下,尽可能采用全波或三相全波整流电路;

2、加大滤波电路中电容容量,条件许可时使用效果更好的LC滤波电路;

3、使用效果好的稳压电路,对纹波抑制要求很高的地方使用模拟稳压电源而不使用开关电源;

4、合理布线。


纹波测量:用示波器

要求:AC耦合,20MHZ带宽限制,探头接地端使用接地环

1、AC耦合是去掉叠加的直流电压,得到精确的波形

2、20MHZ带宽限制是为了防止高频噪声的干扰,防止出现错误的结果

3、示波器探头的接地端尽可能使用接地环,这样抗干扰能力强

"以20M示波器带宽为限制标准,电压设为PK-PK(也有测有效值的),去除示波器控头上的夹子与地线(因为这个本身的夹子与地线会形成环路,像一个天线接收杂讯,引入一些不必要的杂讯),使用接地环(不使用接地环也可以,不过要考虑其产生的误差),在探头上并联一个10UF电解电容与一个0.1UF瓷片电容,用示波器的探针直接进行测试;如果示波器探头不是直接接触输出点,应该用双绞线,或者50Ω同轴电缆方式测量"

零是起源写于20180724


风过留声401


电源的纹波主要是整流后的脉动直流电带来的,虽然经过电容滤波除去了大部分,电源稳压的运算放大器反向抵消了一部分,但是还有部分脉动直流成份叠加在了稳压输出直流侧,以开关电源整流后的高频脉动分量比较难以完全去除,当负载是精密模拟电路时,这些纹波会使精密模拟电路受到不利影响,因为模拟电路往往有很大的放大倍数,会同时放大纹波,使输出信号失真。


易高24571035


对呀!用试波器可以清晰的看到,周期,频率,波长的,交流电的电流,类似了水流,电流有电位差,水有流位差。是高低能量传递过程,如光,声等都有波形,而直电则不同,它是靠正负电子运动产生的电能。所以直流是较平稳的一直线。


箴言47


电源一般都是用IGBT 等开关器件整流逆变进行输出的


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