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减小电源适配器输出纹波的方法

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减小电源适配器输出纹波的方法

在应用电源模块常见的问题中,降低负载端的纹波噪声是大多数用户都关心的。那么模块的纹波噪声该如何降低?为了使输出纹波在一个合理的范围内,务必在整个电气与机械设计过程中注意噪声减少技术的应用。高频高压器件与接地平面之间应该用到静电屏蔽、隔离等。另外为了减少导通模式的噪声要求,一定要保证控制器稳定、可靠,输出端还要采用低通滤波器和输出共摸滤波器。


调节闭环负反馈减小翰出纹波

直流电源输出上叠加的与电源开关频率同频的波动为纹波,高频杂音为噪声。频率较低且有规律的波动为纹波,尖峰部分为噪声。为了使系统稳定,电源适配器需要采用闭环负反馈。带负反馈的典型正激式变换器。所有脉宽调制芯片都包括必须的误差放大器和PWM功能。芯片也提供许多其他功能,但是,为了芹清稳定性问题,只需要考虑误差放大器和脉宽调制器。



根据控制理论,对缓变或直流输出电压U,只有接成负反馈,闭环才可能稳定在图711中,输入电压或负载变化引起的U的微小缓变通过R1、R2采样,送入误差放大器EA的反相输入端,并与EA同相输入端的参考电压Uκ.进行比较。这将引起EA输出直流电压Ue的一个微小变化,Uea被送入脉宽调制器的A输人端,与PWM发生器B输入端的锯齿波U:(0~3V)进行比较,产生一个矩形脉冲,其宽度T(灬等于从t0到时间,t为锯齿波开始的时刻,为锯齿波交越U的时刻。该脉冲确定了控制芯片输出品体管的导通时闾,也就确定了功率品体管的导通时间。

输人电压U的个缓慢增加将引起Usr的一个缓慢增加,进而引起U的一个缓慢增NSTON加。U的增加引起Us的增加,进而引起U的减小。从图可以看到,Ua的减小将使l1时刻点提前。因为TO等于锯齿波开始时刻l0~t1的时间这将导致To减小,最终U将回到原来的值。类似,U的减小将引起TO的增加,以保持U恒定。

功率晶体管的驱动通过一个电流放大基极驱器来实现,驱动器电流取自芯片输出晶体管的发射极或集电极。但是不管取自何处,必须保证正确的反馈极性,以使U的增加导致Ton减小。
大多数PWM芯片的输出晶体管在t到t期间处于导通状态。使用这种芯片,Us输入EA的反相输入端,对于NPN功率晶体管,其基极(或 MOSFET的门极)驱动取自芯片输出晶体管的发射极。

有些PWM芯片(例如TI494系列),输出晶体管从锯齿波U交越Uea的时刻t到锯齿波结束的时刻t期闾处于导通状态。使用这种芯片,如果芯片输出品体管导通时NPN功率品体管导通(驱动取自芯片输出晶体管的发射极),这将导致U减小时,功率晶体管导通时间减小。这样,就成了正反馈,而不是负反馈。

所以,使用TI494、SA1525、UC系列芯片时,Us输入EA的同相输人端。这样,U的增加导致输出晶体管导通时间减小,功率晶体管的驱动取自芯片输出晶体管的发射极。

这样,所示电路在低频时属于负反馈,是稳定的。但是,在反馈环路中存在噪声电压哦暂态电压,它们具有正弦傅里叶分量的连续频谱。所有这些傅里叶分量都会在L和C构成的输出滤波器、误差放大器以及Ue到Us的PWM过程中产生增益和相移。如果某一个傅隼叶分量的增益和相移引起正反馈而不是负反馈,则将会导致振涝。为了降低傅里叶分量的增益和相移引起正反馈,电路中常增加跟随器和有源滤波器,保证系统工作可靠、稳定,减小输出噪声纹波。

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| 发布时间:2019.08.08    来源:电源适配器厂家
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