スイッチング電源動作時のリップルと高周波ノイズを抑える方法

Oct 14, 2022

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1. インダクタンスと出力コンデンサのフィルタリングを増やす

スイッチング電源の式より、インダクタの電流変動はインダクタンス値に反比例し、出力リップルは出力容量値に反比例します。 したがって、インダクタ値と出力コンデンサ値を大きくすると、リップルを減らすことができます。


同様に、出力リップルと出力容量の関係: vripple=Imax/(Co×f)。 出力コンデンサの値を大きくすると、リップルが減少することがわかります。


通常、出力コンデンサには大容量化のためにアルミ電解コンデンサを使用します。 ただし、電解コンデンサは高周波ノイズを抑える効果があまりなく、ESRが比較的大きいため、アルミ電解コンデンサの不足を補うために、セラミックコンデンサを隣に並列に接続しています。

2. 2 段階のフィルタリング、つまり 1 段階目の LC フィルターを追加

LC フィルターには、ノイズとリップルに対する明らかな抑制効果があります。 除去するリップルの周波数に応じて、適切なインダクタとコンデンサを選択してフィルタ回路を形成すると、一般的にリップルを十分に低減できます。


サンプリングポイントを LC フィルタ (Pa) の前に選択すると、出力電圧が低下します。 どのインダクタにも DC 抵抗があるため、電流出力がある場合、インダクタの両端で電圧降下が発生し、電源の出力電圧が低下します。 そして、この電圧降下は出力電流によって変化します。


3. 電源出力切り替え後、LDOフィルタを接続

これは、リップルとノイズを低減する最も効果的な方法であり、出力電圧は一定であり、元のフィードバック システムを変更する必要はありませんが、コストと消費電力が最も高い方法でもあります。 どの LDO にも 1 つの指標があります。ノイズ除去比です。 は周波数-dB 曲線です。


4.ダイオードとコンデンサCまたはRCについて

When the diode is turned on and off at high speed, parasitic parameters must be considered. During the diode reverse recovery, the equivalent inductance and equivalent capacitance become an RC oscillator, producing high frequency oscillation. In order to suppress this high frequency oscillation, a capacitor C or RC snubber network should be connected in parallel across the diode. The resistance is generally 10Ω-100Ω, and the capacitor is 4.7pF-2.2nF.


ダイオードに並列に接続されたコンデンサ C または RC は、試行錯誤によって決定できます。 適切に選択しないと、より深刻な発振を引き起こします。


5. ダイオードの後に​​インダクタ (EMI フィルタ) が続きます。

これは、高周波ノイズを抑制するために一般的に使用される方法でもあります。 ノイズの発生する周波数に応じて、適切な誘導素子を選択することでノイズを効果的に抑えることもできます。 インダクタの定格電流は実際の要件を満たす必要があることに注意してください。


7. Lab Power Supply

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