什么是紋波?
紋波(ripple)的定義是指在直流電壓或電流中,疊加在直流穩定量上的交流分量。
它主要有以下害處:
容易在用電器上產生諧波,而諧波會產生更多的危害;
降低了電源的效率;
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;
會干擾數字電路的邏輯關系,影響其正常工作;
會帶來噪音干擾,使圖像設備、音響設備不能正常工作。
紋波的表示方法
可以用有效值或峰值來表示,或者用量、相對量來表示;
單位通常為:m
例如:
一個電源工作在穩壓狀態,其輸出為12V5A,測得紋波的有效值為10mV,這10mV就是紋波的量,而相對量即紋波系數=紋波電壓/輸出電壓=10mv/12V=0.12%。
紋波的測試方法
以20M示波器帶寬為限制標準,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),在探頭上并聯一個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。

開關電源紋波的主要分類
開關電源輸出紋波主要來源于五個方面:
輸入低頻紋波;
高頻紋波;
寄生參數引起的共模紋波噪聲;
功率器件開關過程中產生的超高頻諧振噪聲;
閉環調節控制引起的紋波噪聲。
輸入低頻紋波:
低頻紋波是與輸出電路的濾波電容容量相關。電容的容量不可能無限制地增加,導致輸出低頻紋波的殘留。
交流紋波經DC/DC變換器衰減后,在開關電源輸出端表現為低頻噪聲,其大小由DC/DC變換器的變比和控制系統的增益決定。
電流型控制DC/DC變換器的紋波抑制比電壓型稍有提高。但其輸出端的低頻交流紋波仍較大。要實現開關電源的低紋波輸出,必須對低頻電源紋波采取濾波措施。(電源方案解決專家:華星電源)
可采用前級預穩壓和增大DC/DC變換器閉環增益來消除。
低頻紋波抑制的幾種常用的方法:
a、加大輸出低頻濾波的電感,電容參數。
電容上的紋波有兩個成分,一個是充放電時的電壓升降量,一個是電流進出電容時ESR上的I*R電壓降量。
通過輸出紋波與輸出電容的關系式:vripple=Imax/(Co×f)可以看出,加大輸出電容值可以減小紋波。
或者考慮采用并聯的方式減小ESR值,或者使用LOW ESR電容。
b、采用前饋控制方法,降低低頻紋波分量。
feed forward control (FFC) 前饋控制是按照擾動產生校正作用的一種調節方式,主要用于一些純滯后或容量滯后較大的被控參數的控制。
其目的是加速系統響應速度,改善系統的調節品質。