スイッチング電源のリップル・ノイズ電圧低減対策
リニア電源と比較して、スイッチング電源 (AC/DC コンバータ、DC/DC コンバータ、AC/DC モジュール、DC/DC モジュールを含む) の最も顕著な利点は、一般に 8{{7 に達する高い変換効率です。 }} パーセントから 85 パーセント、最大 90 パーセントから 97 パーセント。 第二に、スイッチング電源は、かさばる電源周波数トランスの代わりに高周波トランスを使用するため、重量が軽減されるだけでなく体積も小さくなり、その結果、アプリケーションの範囲がますます広がります。 ただし、スイッチング電源の欠点は、スイッチ トランジスタが高周波スイッチング状態で動作し、出力リップルとノイズ電圧が比較的大きく、通常は出力電圧の約 1% (最低電圧は出力電圧の約 0.5%) であることです。出力電圧）。 最高の製品でもリップルおよびノイズ電圧は数十 mV です。 リニア電源の調整管はリップル電圧がなくリニアな状態で動作し、出力ノイズ電圧もμV単位と小さいです。
この記事では、スイッチング電源で発生するリップルやノイズの原因や測定方法、測定器、測定基準、リップルやノイズの低減対策について簡単に紹介します。
1、リップルとノイズの発生理由：
スイッチング電源の出力は純粋な直流電圧ではなく、内部にリップルやノイズによる交流成分が含まれています。 リップルは出力直流電圧の変動であり、スイッチング電源のスイッチング動作に関係します。 各開閉プロセスでは、電気エネルギーが入力端から出力端に「ポンプ」され、充電と放電のプロセスが形成され、その結果、スイッチの周波数と同様の周波数で出力電圧が変動します。 リップル電圧はリップルの山と谷の間のピークツーピーク値であり、その大きさはスイッチング電源の入出力コンデンサの容量と品質に関係します。
ノイズが発生する原因は 2 つあります。1 つはスイッチング電源自体によって発生するもの、2 つはスイッチング電源自体によって発生するものです。 もう 1 つのタイプは外部電磁界 (EMI) からの干渉で、放射線や電力線を介してスイッチング電源に侵入する可能性があります。 スイッチング電源自体が発生するノイズは、スイッチの導通時と遮断時に発生する鋭いパルスによる高周波パルス列であり、スイッチングノイズとも呼ばれます。 ノイズパルス列の周波数はスイッチング周波数よりはるかに高く、ノイズ電圧はそのピークツーピーク値です。 ノイズ電圧の振幅は、スイッチング電源のトポロジ、回路内の寄生状態、PCBの設計に大きく関係します。
2、リップルとノイズ電圧を低減するための対策:
AC/DCコンバータのスイッチング電源入力は、スイッチングノイズに加えて、全波整流とコンデンサフィルタがかかり、電流波形は図17に示すようにパルス状になります（図aは全波整流とフィルタ回路、図aは全波整流とフィルタ回路、 b は電圧と電流の波形を示します)。 電流波形には高次高調波が含まれており、ノイズ出力が増加します。 優れたスイッチング電源 (AC/DC コンバータ) は、回路内に力率補正 (PFC) 回路を追加し、出力電流を正弦波に近づけ、高次高調波を低減し、力率を {{3} 程度まで高めます。 }.95、電力網への汚染を軽減します。
