CN110445358A - 一种降低电源纹波的***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电源保护技术领域，尤其是一种降低电源纹波的方法，包括纹波类型的检测、输入低频纹波处理、高频纹波的处理、寄生参数引起的共模纹波的处理、功率器件开关过程中产生的超高频谐振纹波的处理。本发明能够对电源纹波产生的原因以及产生的类型进行检测，从而能够根据特定的波形显示，用不同的方式降低纹波的的方法，实现快速且准确的实现降低纹波的效果。

Description

一种降低电源纹波的***及方法

技术领域

本发明涉及电源保护技术领域，尤其涉及一种降低电源纹波的***及方法。

背景技术

电源纹波实质在直流电压或电流中，叠加在直流稳定量的交流分量，现有市场上降低电源纹波的方式采用一一摸索的方式，这样的检测效率以及检测的准确性无法得到保证，此外，还会干扰数字电路，对数字电路的逻辑关系进行干扰，影响其正常工作，降低了电源的效率，因此不利于推广。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种降低电源纹波的***及方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

设计一种降低电源纹波的方法，包括如下步骤：

S1、纹波类型的检测：利用纹波检测***，根据纹波检测***对电源纹波的类型进行检测；

S2、输入低频纹波处理：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的增加，导致输出的低频纹波残留，交流纹波经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变换器的变比和控制***的增益决定，采用前级预稳压和增大DC变换器闭环增益来消除，同时电容上的纹波有两个成分，一个是充放电时的电压升降量，一个是流进电容时的电压降量，通过加大输出电容的数值可以减小纹波，同时可采用前馈控制方法，降低低频纹波分量；

S3、高频纹波的处理：高频纹波主要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后整流滤波在实现稳压输出，在其输出端含有与开关工作频率相同频率的高频纹波，对外电路的主要影响在在于开关电源的变换频率、输出滤波器的结构和参数，尽量的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影响，同时加大输出高频滤波器，可以抑制输出高频纹波；

S4、寄生参数引起的共模纹波的处理：由于功率器件与散热器底板以及变压器原、副边之间存在寄生电容，导线存在寄生电感，减小与控制功率器件、变压器与机壳地之间的寄生电容，并将散热器有效接地，同时在输出侧加共模电感以及电容，可减小输出的共模纹波，输入以及输出均在用滤波器，减低开关毛刺的幅度，主开关是开关电源的核心器件，同时也是干扰源，其工作频率直接与电磁干扰的强度有关，随着开关管的工作频率降低，开关管电压、电流的切换速度降低，其传导的干扰和辐射干扰也会随着下降；

S5、功率器件开关过程中产生的超高频谐振纹波的处理；

S6、闭环调节控制引起的纹波的处理。

优选的，所述S5功率器件开关过程中产生的超高频谐振纹波的处理，具体步骤如下：

M1、器材的选择：通过选用软恢复特性二极管、结电容小的开关管对由功率器件开关过程中产生的超高频谐振纹波进行降低处理；

M2、布线：通过较少布线的长度能够对由功率器件开关过程中产生的超高频谐振纹波进行降低处理。

优选的，所述S6闭环调节控制引起的纹波的处理，具体的步骤如下：

1)、走线的顺序：布线时，从而输入端到输出端应当按顺序走线；

2)、线路的选择；

3)、总接地点的选择：

4)、驱动信号的控制：驱动信号到开关管走线选择短的路线以及避免使用细导线，开关变压器到输出整流管的路线标准也应当选择短路径和避免使用细导线。

优选的，所述2)线路的选择中具体包括在开关变压器底下和附近不走取样电路、保护电路、主芯片以及振荡相关电路的路线。

优选的，所述3)总接地点的选择中具体包括总接地点区在输出滤波电容上比较合适，各电路接地点应从总接地点分别引出。

优选的，所述纹波检测***包括电源模块，所述电源模块电性连接有滤波模块，所述滤波模块电性连接有纹波检测模块，且纹波检测模块通过以太网传输模块与数据备份模块相互连接，所述检测模块包括DC变换器模块，所述DC变换器模块暗星连接有滤波电容模块，滤波电容模块电性连接有PID补偿器模块，所述PID补偿器模块电性连接有纹波检测仪模块。

优选的，所述滤波模块包括滤波模块包括功率放大器模块，所述功率放大器模块电性连接有滤波器模块，所述滤波器模块电性连接有钳位二极管模块。

本发明提出的一种降低电源纹波的***及方法，有益效果在于：该降低电源纹波的***及方法能够对电源纹波产生的原因以及产生的类型进行检测，从而能够根据特定的波形显示，用不同的方式降低纹波的的方法，实现快速且准确的实现降低纹波的效果，且不会对数字电路带来干扰，有效的提高了电源的效率。

附图说明

图1为本发明提出的一种降低电源纹波的***及方法的***框图。

图2为本发明提出的一种降低电源纹波的***及方法的检测模块的***框图。

图3为本发明提出的一种降低电源纹波的***及方法的滤波模块的***框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-3，一种降低电源纹波的方法，包括如下步骤：

S1、纹波类型的检测：利用纹波检测***，根据纹波检测***对电源纹波的类型进行检测；

S2、输入低频纹波处理：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的增加，导致输出的低频纹波残留，交流纹波经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变换器的变比和控制***的增益决定，采用前级预稳压和增大DC变换器闭环增益来消除，同时电容上的纹波有两个成分，一个是充放电时的电压升降量，一个是流进电容时的电压降量，通过加大输出电容的数值可以减小纹波，同时可采用前馈控制方法，降低低频纹波分量；

S3、高频纹波的处理：高频纹波主要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后整流滤波在实现稳压输出，在其输出端含有与开关工作频率相同频率的高频纹波，对外电路的主要影响在在于开关电源的变换频率、输出滤波器的结构和参数，尽量的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影响，同时加大输出高频滤波器，可以抑制输出高频纹波。

S4、寄生参数引起的共模纹波的处理：由于功率器件与散热器底板以及变压器原、副边之间存在寄生电容，导线存在寄生电感，减小与控制功率器件、变压器与机壳地之间的寄生电容，并将散热器有效接地，同时在输出侧加共模电感以及电容，可减小输出的共模纹波，输入以及输出均在用滤波器，减低开关毛刺的幅度，主开关是开关电源的核心器件，同时也是干扰源，其工作频率直接与电磁干扰的强度有关，随着开关管的工作频率降低，开关管电压、电流的切换速度降低，其传导的干扰和辐射干扰也会随着下降。

S5、功率器件开关过程中产生的超高频谐振纹波的处理；具体步骤如下：

M1、器材的选择：通过选用软恢复特性二极管、结电容小的开关管对由功率器件开关过程中产生的超高频谐振纹波进行降低处理；

M2、布线：通过较少布线的长度能够对由功率器件开关过程中产生的超高频谐振纹波进行降低处理。

S6、闭环调节控制引起的纹波的处理，S6闭环调节控制引起的纹波的处理，具体的步骤如下：

1)、走线的顺序：布线时，从而输入端到输出端应当按顺序走线；

2)、线路的选择；在开关变压器底下和附近不走取样电路、保护电路、主芯片以及振荡相关电路的路线。

3)、总接地点的选择：具体包括总接地点区在输出滤波电容上比较合适，各电路接地点应从总接地点分别引出。

4)、驱动信号的控制：驱动信号到开关管走线选择短的路线以及避免使用细导线，开关变压器到输出整流管的路线标准也应当选择短路径和避免使用细导线。

通过功率器件开关过程中产生的超高频谐振纹波的处理、寄生参数引起的共模纹波的处理、高频纹波的处理、输入低频纹波处理以及纹波类型的检测，能够对电源纹波产生的原因以及产生的类型进行检测，从而能够根据特定的波形显示，用不同的方式降低纹波的的方法，实现快速且准确的实现降低纹波的效果，且不会对数字电路带来干扰，有效的提高了电源的效率。

纹波检测***包括电源模块，包括电源模块，电源模块电性连接有滤波模块，滤波模块电性连接有纹波检测模块，且纹波检测模块通过以太网传输模块与数据备份模块相互连接，检测模块包括DC变换器模块，DC变换器模块暗星连接有滤波电容模块，滤波电容模块电性连接有PID补偿器模块，PID补偿器模块电性连接有纹波检测仪模块，滤波模块包括功率放大器模块，功率放大器模块电性连接有滤波器模块，滤波器模块电性连接有钳位二极管模块，通过该设计，能够快速的找出纹波产生的原因以及产生的纹波的类型，从而针对不同类型的纹波进行不同方法的处理，提高了降低纹波的效率以及效果。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种降低电源纹波的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、纹波类型的检测：利用纹波检测***，根据纹波检测***对电源纹波的类型进行检测；

S2、输入低频纹波处理：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的增加，导致输出的低频纹波残留，交流纹波经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变换器的变比和控制***的增益决定，采用前级预稳压和增大DC变换器闭环增益来消除，同时电容上的纹波有两个成分，一个是充放电时的电压升降量，一个是流进电容时的电压降量，通过加大输出电容的数值可以减小纹波，同时可采用前馈控制方法，降低低频纹波分量；

S3、高频纹波的处理：高频纹波主要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后整流滤波在实现稳压输出，在其输出端含有与开关工作频率相同频率的高频纹波，对外电路的主要影响在在于开关电源的变换频率、输出滤波器的结构和参数，尽量的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影响，同时加大输出高频滤波器，可以抑制输出高频纹波；

S4、寄生参数引起的共模纹波的处理：由于功率器件与散热器底板以及变压器原、副边之间存在寄生电容，导线存在寄生电感，减小与控制功率器件、变压器与机壳地之间的寄生电容，并将散热器有效接地，同时在输出侧加共模电感以及电容，可减小输出的共模纹波，输入以及输出均在用滤波器，减低开关毛刺的幅度，主开关是开关电源的核心器件，同时也是干扰源，其工作频率直接与电磁干扰的强度有关，随着开关管的工作频率降低，开关管电压、电流的切换速度降低，其传导的干扰和辐射干扰也会随着下降；

S5、功率器件开关过程中产生的超高频谐振纹波的处理；

S6、闭环调节控制引起的纹波的处理。

2.根据权利要求1所述的一种降低电源纹波的方法，其特征在于，所述S5功率器件开关过程中产生的超高频谐振纹波的处理，具体步骤如下：

M1、器材的选择：通过选用软恢复特性二极管、结电容小的开关管对由功率器件开关过程中产生的超高频谐振纹波进行降低处理；

M2、布线：通过较少布线的长度能够对由功率器件开关过程中产生的超高频谐振纹波进行降低处理。

3.根据权利要求1所述的一种降低电源纹波的方法，其特征在于，所述S6闭环调节控制引起的纹波的处理，具体的步骤如下：

1)、走线的顺序：布线时，从而输入端到输出端应当按顺序走线；

2)、线路的选择；

3)、总接地点的选择：

4)、驱动信号的控制：驱动信号到开关管走线选择短的路线以及避免使用细导线，开关变压器到输出整流管的路线标准也应当选择短路径和避免使用细导线。

4.根据权利要求3所述的一种降低电源纹波的方法，其特征在于，所述2)线路的选择中具体包括在开关变压器底下和附近不走取样电路、保护电路、主芯片以及振荡相关电路的路线。

5.根据权利要求3所述的一种降低电源纹波的方法，其特征在于，所述3)总接地点的选择中具体包括总接地点区在输出滤波电容上比较合适，各电路接地点应从总接地点分别引出。

6.根据权利要求1所述的一种降低电源纹波的方法，其特征在于，所述纹波检测***包括电源模块，所述电源模块电性连接有滤波模块，所述滤波模块电性连接有纹波检测模块，且纹波检测模块通过以太网传输模块与数据备份模块相互连接，所述检测模块包括DC变换器模块，所述DC变换器模块暗星连接有滤波电容模块，滤波电容模块电性连接有PID补偿器模块，所述PID补偿器模块电性连接有纹波检测仪模块。

7.根据权利要求1所述的一种降低电源纹波的方法，其特征在于，所述滤波模块包括功率放大器模块，所述功率放大器模块电性连接有滤波器模块，所述滤波器模块电性连接有钳位二极管模块。