AC-DC电源纹波产生原因及处理方法

一、电源为什么会产生纹波?

AC-DC电源输出端输出直流电压，但是可能由于电路滤波性能不好，输出信号中有交流分量，从而导致输出纹波的产生。输出纹波的定义是指直流电源输出时，叠加在直流稳定量上的交流分量。用示波器来看，会看到电压上下轻微波动，就像水纹一样，所以叫做纹波。

二、怎么处理纹波?

要想纹波小到几乎没有，也就是要求最后输出的交流分量要接近于0，应该怎么做呢。

对于AC-DC开关电源来说，AC电压(AC波形类似于正弦波)从上图中桥式整流器的2脚和3脚输入，经过桥式全波整流将交流电压变化为单向的脉动电压(波形图如下图中黑实线波形所示)。

之后需要再经过后面的大电解电容进行滤波，这个过程是这样的：当脉动直流电压从0一直向峰值上升的过程，一直对滤波电容充电，可以使此滤波电容C的电压达到脉动电压的峰值，然后当脉动电压从峰值往下降的时候，此时滤波电容C存储的能量开始放出，使整体输出的电压基本维持在一定的值。脉动电压不断变化，电容C也不断充放电，最后达到一个平衡状态，输出稳定的直流电压(波形图如下图中蓝色线波形所示)。此时经过整流和滤波之后纹波可以说是很小了。在条件和成本允许的情况下，尽可能使用容量大的电容。

如果说此时纹波的大小还不达标，交流分量较大的话，可以再加一个π形LC滤波电路在输出端。

三、总结

纹波电压的害处：

1、容易在用设备中产生不期望的谐波，而谐波会产生较多的危害;

2、降低了电源的效率;

3、较强的纹波会造成浪涌电压或电流的产生，导致烧毁用电设备;

4、会干扰数字电路的逻辑关系，影响其正常工作;

5、会带来噪音干扰，使图像设备、音响设备不能正常工作。

抵制纹波电压的方法，常见的有以下几种：

1、在成本、体积允许的情况下，尽可能采用全波或三相全波整流电路;

2、加大滤波电路中电容容量，条件许可时使用效果更好的LC滤波电路;

3、使用效果好的稳压电路，对纹波抑制要求很高的地方使用模拟稳压电源而不使用开关电源;

4、合理布线。

纹波测量：用示波器

要求：AC耦合，20MHZ带宽限制，探头接地端使用接地环

1、AC耦合是去掉叠加的直流电压，得到精确的波形

2、20MHZ带宽限制是为了防止高频噪声的干扰，防止出现错误的结果

3、示波器探头的接地端尽可能使用接地环，这样抗干扰能力强

"以20M示波器带宽为限制标准，电压设为PK-PK(也有测有效值的)，去除示波器控头上的夹子与地线(因为这个本身的夹子与地线会形成环路，像一个天线接收杂讯，引入一些不必要的杂讯)，使用接地环(不使用接地环也可以，不过要考虑其产生的误差)，在探头上并联一个10UF电解电容与一个0.1UF瓷片电容，用示波器的探针直接进行测试;如果示波器探头不是直接接触输出点，应该用双绞线，或者50Ω同轴电缆方式测量"

审核编辑：汤梓红