医疗设备、测试测量仪器等很多应用对电源的纹波和噪声极其敏感。理解输出电压纹波和噪声的产生机制以及测量技术是优化改进电路性能的基础。

 

第一部分：输出电压纹波

以Buck电路为例，由于寄生参数的影响，实际Buck电路的输出电压并非是稳定干净的直流电压，而是在直流电压上叠加了输出电压纹波和噪声，如图1所示。

 


图1. Buck 输出电压纹波和噪声

 

实际输出电压纹波由电感电流与输出阻抗决定，由三部分组成，如图2 所示。


电感电流纹波通过输出电容的寄生电阻ESR形成的压降
输出电容的充放电
寄生电感引起的电压突变

 


图2. 输出电压纹波的组成

 

不同类型的输出电容，寄生参数的大小不同，三部分纹波所占的比例也有所不同。因此，使用不同类型的输出电容会得到不同波形的电压纹波。如图3所示，电解电容的ESR较大，纹波由ESR主导，波形与电感电流纹波形状类似。陶瓷电容的ESR和ESL都很小，主要由电容的充放电主导，纹波类似电容的充放电曲线。OSCON电容三者的影响都体现在纹波中