電源紋波

電源紋波是在電源中,存在大量可以很輕鬆地與探針耦合的高速、大信號電壓和電流波形,其中包括耦合自電源變壓器的磁場,耦合自開關節點的電場,以及由變壓器互繞電容產生的共模電流。

1. 含義

紋波是由於直流穩定電源的電壓波動而造成的一種現象,因為直流穩定電源一般是由交流電源經整流穩壓等環節而形成的,這就不可避免地在直流穩定量中多少帶有一些交流成份,這種疊加在直流穩定量上的交流分量就稱之為紋波。紋波的成分較為複雜,它的形態一般為頻率高於工頻的類似正弦波的諧波,另一種則是寬度很窄的脈衝波。

紋波就是一個直流電壓中的交流成分。直流電壓本來應該是一個固定的值, 但是很多時候它是通過交流電壓整流、濾波後得來的,由於濾波不乾淨,就會有剩餘的交流成分,即便如此,就是用電池供電也因負載的波動而產生波紋。事實上,即便是最好的基準電壓源器件,其輸出電壓也是有波紋的。

2. 危害

紋波電壓會影響系統的工作,帶來噪聲。所以電源要有足夠的濾波措施, 以將紋波限制在一定的幅度以內。紋波的害處:

1)容易在用電器上產生諧波,而諧波會產生較多的危害;

2)降低電源的效率;

3)較強的紋波會造成浪涌電壓或電流的產生,導致燒毀用電器;

4)會干擾數字電路的邏輯關係,影響其正常工作;

5)會帶來噪音干擾,使圖像設備、音響設備不能正常工作。

總之,它們在我們不需要的地方出現都是有害的,需要我們避免的。對於如何抑制和去除諧波和紋波的方式方法有很多,但想完全消除,似乎是很難辦到的,我們只有將其控制在一個允許的範圍之內,不對環境和設備產生影響就算達到了我們的目的。

3. 抑制方法

抵制紋波電壓的方法,常見的有以下幾種:

1)在成本、體積允許的情況下,儘可能採用全波或三相全波整流電路;

2)加大濾波電路中電容容量,條件許可時使用效果更好的LC濾波電路;

3)使用效果好的穩壓電路,對紋波抑制要求很高的地方使用模擬穩壓電源而不使用開關電源;

4)合理布線。

4. 測試方法

以20M示波器頻寬為限制標準,電壓設為PK-PK(也有測有效值的),去除示波器控頭上的夾子與地線(因為這個本身的夾子與地線會形成環路,像一個天線接收雜訊,引入一些不必要的雜訊),使用接地環(不使用接地環也可以,不過要考慮其產生的誤差),在探頭上並聯一個10UF電解電容與一個0.1UF瓷片電容,用示波器的探針直接進行測試;如果示波器探頭不是直接接觸輸出點,應該用雙絞線,或者50Ω同軸電纜方式測量。

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