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技术文献
深圳欧创芯半导体有限公司
www.ocxsemi.com
技术文档:
NO:02-V1.0
关于减小输出纹波电压办法
【关键字】纹波电压,减小纹波电压
【引言】
由��电路中存在电感,
MOS
二极管等开关器件,同时
PCB
上的走线存在寄生电感,寄生电容等参
数,在开关器件工作的同时,会在地平面或者输出的正端平面上产生一定的波动,这个就是我们常说的输出纹
波电压。通常输出的纹波频率是和开关器件的频率保持一致,同时纹波电压是交流信号,输出纹波太大有很大
的弊端,会导致器件寿命缩短或者导致器件损坏,所以在电源设计��初就要限定输出纹波电压在一定的范围内。
如下是我们
OC5800L
案例分析减小纹波电压的办法。
【办法和措施
方法 1、优化 PCB 的布线,减小环路面积,减小 PCB 寄生参
任何板子都会存在寄生参数,包括走线的寄生阻抗,走线的寄生电感,线与线之间的寄生电容效应,
过��的寄生电容和寄生电感等。所以在
PCB
走线开始之初要先进行元器件的布局,要根据开关电源的布线
规则,尽可能减小功率环路的面积,
OC5800L
的功率环路走线包含两条通路。
MOS
管导通环路为
VDC+
VIN
引脚→
R1
L1
EC2
→负载
(
黑色粗线
)
,此环路为电感充能环路。
MOS
管关闭环路为
D6
L1
R1
→负载
(
蓝色粗线
)
,此环路为电感放电环路。
输入电容
EC1
尽可能靠近
VIN
脚,同时可在
EC1
上并联
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瓷片电容,减小引入到芯片内部的纹��。
输出电容使用
LOW ESR
的电容,如用大容量的电解并联陶瓷电容(成本相对较低)或者使用钽电容
并陶瓷电容(成本高),并且输出电容的容量越大,输出的纹波值也会越低。
开关节点网络的面积尽可能小,走线要粗,同时用地包络开关节点。
反馈
VFB1,VFB2
的四个采样电阻要和芯片在同一层,并且远离开关节点走线和开关器件。
肖特基二极管
D6
阳极要靠近输入电容的负极,同时
D6
的阴极要靠近芯片的
7.8
脚,并且尽可能不要
走过孔。
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OC5800L
电路图
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NO:02-V1.0
方法 2、电路中增加吸收 RC 吸收网络
如上已经提到寄生参数对输出纹波电压的影响,而肖特基二极管也存在寄生参数,并且在高频开关电
流回路中,所以在二极管反向恢复期间,寄生电感和电容会形成
LC
振荡,产生高频振荡,继而产生尖
毛刺电压,寄生参数越大,产生的尖峰电压会越高,并且在示波器上测试时可以测试到是和开关频率一致
的,开关在导通和关断的瞬间会产生毛刺电压。为了减小这个尖峰毛刺纹波电压,可在外部二极管
D6
对地并联
RC
网络,通常电阻
R= 10
欧,电容
C
1nF,
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为添加
RC
吸收电路的电路图:
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OC5800L
增加
RC
吸收电路
方法 3、输出增 LC 电路,组成 LC 滤波器
若需要进一步改善输出纹波的大小,可以采
LC
滤波器,在输出端增加一级滤波电感和电容进行滤
波,以达到输出纹波最优的效果,电感常规选择
L1=22~33uH
EC3=100~220uF
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OC5800L
增加
LC
滤波电路
OC5800L
,输入
60V
,输出
5V2A
下,用不加
LC
和增加
LC
两种测试办法对比测量,其他参数条件不改
变,增加
L2,EC3
滤波参数后的对比数据如下: