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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。
1.3 闭环调节器引起的纹波
通常而言，开关电源在进行电压输出的时候，需要合理的利用闭环进行控制，而这就需要利用反馈网络来对输出电压一端的纹波进行有效的调控，并将其输送到调节其中，在通过贿赂后，会使得调节器出现振动的迹象，从而就会产生纹波。而这样的纹波一般没有固定的电压，工作频率也较为随意，同时，在对调节器进行参数设置的过程中，如果出现设置不当的情况，也会引发纹波。
2 纹波抑制措施
2.1 低频纹波的抑制
针对低频纹波进行抑制的过程中，可以采用的措施主要包括以下几种：
首先，合理的应用有源滤波器来进行低频纹波的降低处理，使得低频纹波的容量可以得到有效的减少，应用这样的方法，主要是基于晶体发射极电流而研究出来的，这种晶体管发射的极电流是普通极电流的1+β倍，采取这一方法来对低频纹波进行控制，可以使得其基极虽然接受到电容量较小，但是却可以相当于一个较大的电容量。其原理电路如图1所示。
其次，就是要在输出位置处进行低频滤波器的设置，依据低频滤波器来对纹波的出现进行抑制。采用这种方法主要是依据高频开关整流的输出原理来对电压以及电流进行过滤，将高频开关的逆变利用PWM来进行调节，将差模纹波转化为低频纹波，尽可能的减少纹波的出现。在对滤波器进行选择的时候，也需要充分的考虑到输出端的具体需求，这样才能够使得低频滤波器能够发挥出其应用的效用。
2.2 高频纹波的抑制
高频纹波抑制的目的是给高频纹波电压提供通路，常用的方法有以下几种：①在高频开关变压器的初级增加尖峰电压抑制网络，在开关变压器中增加屏蔽层，并将屏蔽层接地，有利于降低高频纹波电压。②合理布线，开关电源中印制板及系统的装配布线应充分考虑高频耦合这一特点，避免使用平行布线，使引线尽可能短，在能使用绞线的地方多使用绞线或屏蔽线，将屏蔽线的屏蔽层及电源外壳都接地，对多电源同时工作的场合采用单个屏蔽和接地，强弱电分开走线。③降低逆变桥中开关元件与高频整流管的开关应力，共模纹波是由于开关元件通断时电路中寄生电感的存在引起的，所以在开关元件上并联限制开关应力的过压吸收网络可以减小输出纹波。该方法应用中应特别注意开关应力抑制，网络中快恢复二极管为超快恢复型，电阻元件为氧化膜电阻，电容为无感瓷片或云母电容，且与开关元件之间的引线应短。
2.3 闭环调节器参数不适当引起的纹波抑制
在开关直流电源中，往往因调节器参数选择不适当会引起输出纹波的增大，这部分纹波可通过以下方法进行抑制。
①在调节器输出增加对地的补偿网络，调节器的补偿可抑制调节器自激引起的纹波增大。②合理选择反馈电压值，反馈电压过大会引起调节器振荡，使输出纹波增加，反馈电压太小将使输出纹波电压不能得到很好及时的抑制。③合理选择闭环调节器的开环放大倍数和闭环调节器的参数，开环放大倍数过大有时会引起调节器的振荡或自激，使输出纹波含量增加，过小的开环放大倍数将使输出电压稳定性变差及纹波含量增加，所以调节器的开环放大倍数及闭环调节器的参数要合理选取，调试中要根据负载状况进行调节。
针对上述的开关直流电源纹波抑制的方法进行分析，并进行实际应用的校验，经过检验就可充分的了解到开关直流电源纹波的具体含量能够通过数据进行有效的体现，依据显示出的数据就可以发现，在采用如上的方式对开关直流电源进行纹波抑制的时候，可以使得纹波降到万分之一以下，这就表明，上述的纹波抑制方法在实际的应用中，具有明显的可行性和有效性。详细的纹波抑制效果数据可见表1。
结束语
通过本文的分析可以清楚的了解到，在对开关直流电源的纹波进行抑制的过程中，需要先对纹波的出现情况进行有效的分析，在对开关电源进行设计的时候，也需要采用不同的方式来对低频纹波和高频纹波进行有效的抑制，针对闭环调节器的相关参数进行合理的设定，选择适宜的滤波器，从而使得相关的参数选择可以对电源纹波形成积极、正面的影响，这样就能够有效的防止开关直流电源纹波的出现。
参考文献
[1]石挺，杨深，刘洋，陈育明，陈大华，任亚炎.纹波电流对LED光效的影响[J].照明工程学报，2013（3）.
[2]吴晓亮.发射机激励器开关电源输出纹波的测量和抑制[J].民营科技，2012（11）.
[3]宋飞，胡世平，姚信安.开关电源低纹波设计研究[J].价值工程，2011（19）.
[4]郑大连，杨忠孝，张榆平.DC/DC电源中的纹波抑制设计[J].电子元器件应用，2011（4）.
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。
1.3 闭环调节器引起的纹波
通常而言，开关电源在进行电压输出的时候，需要合理的利用闭环进行控制，而这就需要利用反馈网络来对输出电压一端的纹波进行有效的调控，并将其输送到调节其中，在通过贿赂后，会使得调节器出现振动的迹象，从而就会产生纹波。而这样的纹波一般没有固定的电压，工作频率也较为随意，同时，在对调节器进行参数设置的过程中，如果出现设置不当的情况，也会引发纹波。
2 纹波抑制措施
2.1 低频纹波的抑制
针对低频纹波进行抑制的过程中，可以采用的措施主要包括以下几种：
首先，合理的应用有源滤波器来进行低频纹波的降低处理，使得低频纹波的容量可以得到有效的减少，应用这样的方法，主要是基于晶体发射极电流而研究出来的，这种晶体管发射的极电流是普通极电流的1+β倍，采取这一方法来对低频纹波进行控制，可以使得其基极虽然接受到电容量较小，但是却可以相当于一个较大的电容量。其原理电路如图1所示。
其次，就是要在输出位置处进行低频滤波器的设置，依据低频滤波器来对纹波的出现进行抑制。采用这种方法主要是依据高频开关整流的输出原理来对电压以及电流进行过滤，将高频开关的逆变利用PWM来进行调节，将差模纹波转化为低频纹波，尽可能的减少纹波的出现。在对滤波器进行选择的时候，也需要充分的考虑到输出端的具体需求，这样才能够使得低频滤波器能够发挥出其应用的效用。
2.2 高频纹波的抑制
高频纹波抑制的目的是给高频纹波电压提供通路，常用的方法有以下几种：①在高频开关变压器的初级增加尖峰电压抑制网络，在开关变压器中增加屏蔽层，并将屏蔽层接地，有利于降低高频纹波电压。②合理布线，开关电源中印制板及系统的装配布线应充分考虑高频耦合这一特点，避免使用平行布线，使引线尽可能短，在能使用绞线的地方多使用绞线或屏蔽线，将屏蔽线的屏蔽层及电源外壳都接地，对多电源同时工作的场合采用单个屏蔽和接地，强弱电分开走线。③降低逆变桥中开关元件与高频整流管的开关应力，共模纹波是由于开关元件通断时电路中寄生电感的存在引起的，所以在开关元件上并联限制开关应力的过压吸收网络可以减小输出纹波。该方法应用中应特别注意开关应力抑制，网络中快恢复二极管为超快恢复型，电阻元件为氧化膜电阻，电容为无感瓷片或云母电容，且与开关元件之间的引线应短。
2.3 闭环调节器参数不适当引起的纹波抑制
在开关直流电源中，往往因调节器参数选择不适当会引起输出纹波的增大，这部分纹波可通过以下方法进行抑制。
①在调节器输出增加对地的补偿网络，调节器的补偿可抑制调节器自激引起的纹波增大。②合理选择反馈电压值，反馈电压过大会引起调节器振荡，使输出纹波增加，反馈电压太小将使输出纹波电压不能得到很好及时的抑制。③合理选择闭环调节器的开环放大倍数和闭环调节器的参数，开环放大倍数过大有时会引起调节器的振荡或自激，使输出纹波含量增加，过小的开环放大倍数将使输出电压稳定性变差及纹波含量增加，所以调节器的开环放大倍数及闭环调节器的参数要合理选取，调试中要根据负载状况进行调节。
针对上述的开关直流电源纹波抑制的方法进行分析，并进行实际应用的校验，经过检验就可充分的了解到开关直流电源纹波的具体含量能够通过数据进行有效的体现，依据显示出的数据就可以发现，在采用如上的方式对开关直流电源进行纹波抑制的时候，可以使得纹波降到万分之一以下，这就表明，上述的纹波抑制方法在实际的应用中，具有明显的可行性和有效性。详细的纹波抑制效果数据可见表1。
结束语
通过本文的分析可以清楚的了解到，在对开关直流电源的纹波进行抑制的过程中，需要先对纹波的出现情况进行有效的分析，在对开关电源进行设计的时候，也需要采用不同的方式来对低频纹波和高频纹波进行有效的抑制，针对闭环调节器的相关参数进行合理的设定，选择适宜的滤波器，从而使得相关的参数选择可以对电源纹波形成积极、正面的影响，这样就能够有效的防止开关直流电源纹波的出现。
参考文献
[1]石挺，杨深，刘洋，陈育明，陈大华，任亚炎.纹波电流对LED光效的影响[J].照明工程学报，2013（3）.
[2]吴晓亮.发射机激励器开关电源输出纹波的测量和抑制[J].民营科技，2012（11）.
[3]宋飞，胡世平，姚信安.开关电源低纹波设计研究[J].价值工程，2011（19）.
[4]郑大连，杨忠孝，张榆平.DC/DC电源中的纹波抑制设计[J].电子元器件应用，2011（4）.