【導讀】所有的電源都具有一定程度的波紋
，在設備輸出口上表現為噪聲。尤其是在開關 DC-DC 轉換器的輸出上，紋波是一個煩人的噪聲問題。在一些應用中，特別是接收直流電源電壓的模擬器件，需要有非常”幹淨“的電源
，否則噪聲可能會傳播到器件的輸出端。相比之下
，飽和邏輯（例如 TTL 和 CMOS）抵抗此類噪聲的能力更強。

本文要點：

• 紋波在電源上表現為噪聲。
• 要想提供穩定的電源，需要降低輸出電壓的紋波。
• 降低紋波的技術包括濾波和反饋精確調節。

所有的電源都具有一定程度的波紋，在設備輸出口上表現為噪聲。尤其是在開關 DC-DC 轉換器的輸出上，紋波是一個煩人的噪聲問題。在一些應用中，特別是接收直流電源電壓的模擬器件，需要有非常”幹淨“的電源，否則噪聲可能會傳播到器件的輸出端。相比之下
，飽和邏輯（例如 TTL 和 CMOS）抵抗此類噪聲的能力更強。

采用開關調節的 DC-DC 轉換器至少需要實施一種紋波降低技術，但該技術需要與適當的開關頻率、gonglvshuchuhefuzaigongzuopinlvxiangpipei。fuzaizukangyehuiduiquedingkaiguanzhuanhuanqidexingweiheshishidewenbojiangdijishudeyouxiaoxingyouyingxiang。benwenjiangjianyaojieshaojizhongwenbojiangdijishu，yijitamenzaixinxingdianyuanshejizhongdezuijiayingyongchanghe。

紋波降低技術：簡易版與高級版

紋波降低技術可以通過無源電路或有源電路，以及線性或非線性器件來實施。實施主動控製策略的一些算法試圖補償 DC-DC 轉換器輸出的波紋，其過程可能有點複雜，最好利用專用的 ASIC 來實施。

利用 LDO 進行調節

這種策略是一種入門級的紋波降低技術，適用於使用直流電源的器件。許多數字器件包含一個用於降低紋波的片上低壓差 (LDO) 線性穩壓器，提供的紋波降低效果可以達到 80dB 左右
，這意味著紋波可以降低 1 億倍！zheleishejideyuanlishizaiqijianzhongshiyongyigebijiaoqiheyigewendingdeguidaixicankaodianyayuan，shishuchudianyabaohe。raner，gaifangfashitongguobaohelaijiangdizaosheng，yincidangshurudianyachaheshuchugonglvguogaoshi，qijianhuichanshengdaliangdereliang。

線性穩壓器可以大幅降低紋波

濾波

yongditonglvboqihuoxianbolvboqijinxingguolv，shijiejuewenbopinlvwentideyizhongcelve。zhezhongfangfazaizhiliuwenyaqizhongxiaoguojiaohao，tebieshizaishishilvbodeshihou。zai pi型（LC 電路）中實現的簡單高階無源濾波，可以在傳遞函數中提供很高的滾降係數，但需要非常大的電感和電容來濾除典型的 PWM 頻率。一個更複雜的策略是使用有源濾波技術
，將電抗添加到反饋環路中

，這種方法可以提供非常高的直流增益並抑製交流輸出。

反饋控製

反饋環路隱含在一些高度集成的開關穩壓器器件中，特別是那些在同一封裝中實現 PWM 振蕩器、柵極驅動器和 FET 級(ji)的(de)器(qi)件(jian)。對(dui)於(yu)在(zai)非(fei)常(chang)高(gao)的(de)功(gong)率(lv)輸(shu)出(chu)下(xia)運(yun)行(xing)的(de)更(geng)先(xian)進(jin)的(de)設(she)計(ji)，需(xu)要(yao)一(yi)組(zu)分(fen)立(li)器(qi)件(jian)來(lai)實(shi)現(xian)反(fan)饋(kui)回(hui)路(lu)的(de)控(kong)製(zhi)策(ce)略(lve)。一(yi)旦(dan)輸(shu)出(chu)上(shang)的(de)波(bo)紋(wen)可(ke)以(yi)與(yu)直(zhi)流(liu)輸(shu)出(chu)一(yi)起(qi)被(bei)感(gan)知(zhi)到(dao)，能(neng)夠(gou)調(tiao)整(zheng) PWM 驅動信號和驅動頻率的控製策略可以同時穩定輸出水平和波紋。電源係統設計師們對這個領域進行了積極的研究。

較大的電感器和較高的 PWM 頻率

這兩種方法應該同時提及
，因為它們是用於設置開關穩壓器中初始紋波值的標準工具（在標準降壓、升壓和降壓-升壓設計中）。紋波水平與輸出電感和 PWM 頻率成反比，因此增加這兩者將降低輸出口上測得的紋波。

在較低的開關頻率下，需要使用大型電感器才能達到目標紋波值。

多相調節

多(duo)相(xiang)轉(zhuan)換(huan)器(qi)實(shi)現(xian)了(le)多(duo)個(ge)並(bing)聯(lian)的(de)開(kai)關(guan)級(ji)，但(dan)在(zai)相(xiang)位(wei)上(shang)是(shi)彼(bi)此(ci)分(fen)開(kai)的(de)。雖(sui)然(ran)這(zhe)些(xie)電(dian)路(lu)可(ke)能(neng)要(yao)複(fu)雜(za)得(de)多(duo)
，但(dan)它(ta)們(men)的(de)作(zuo)用(yong)類(lei)似(si)於(yu)單(dan)級(ji)穩(wen)壓(ya)器(qi)，具(ju)有(you)更(geng)大(da)的(de)開(kai)關(guan)頻(pin)率(lv)和(he)電(dian)感(gan)器(qi)。其(qi)結(jie)果(guo)是(shi)大(da)大(da)降(jiang)低(di)了(le)輸(shu)出(chu)端(duan)測(ce)得(de)的(de)紋(wen)波(bo)。隻(zhi)要(yao)輸(shu)出(chu)過(guo)濾(lv)級(ji)的(de)截(jie)止(zhi)頻(pin)率(lv)高(gao)於(yu)基(ji)帶(dai)頻(pin)率(lv)，這(zhe)些(xie)穩(wen)壓(ya)器(qi)就(jiu)可(ke)以(yi)用(yong)於(yu)直(zhi)流(liu)負(fu)載(zai)或(huo)調(tiao)頻(pin)信(xin)號(hao)的(de)高(gao)頻(pin)交(jiao)流(liu)負(fu)載(zai)。這(zhe)些(xie)轉(zhuan)換(huan)器(qi)還(hai)可(ke)以(yi)提(ti)供(gong)高(gao)電(dian)流(liu)
，同(tong)時(shi)不(bu)會(hui)對(dui)器(qi)件(jian)造(zao)成(cheng)過(guo)大(da)的(de)壓(ya)力(li)，因(yin)為(wei)開(kai)關(guan)負(fu)載(zai)被(bei)分(fen)散(san)到(dao)多(duo)個(ge)開(kai)關(guan)級(ji)上(shang)。

紋波降低技術總結

下表說明了各種紋波降低技術在哪種情況下適合用於開關式 DC-DC 轉換器。設計師應該注意使用各個方法來實現紋波降低
，因為如果在錯誤的情況下使用，相應的機製可能會失效。

最zui後hou要yao考kao慮lv的de一yi點dian是shi，這zhe些xie方fang法fa在zai新xin的de設she計ji中zhong往wang往wang是shi一yi起qi實shi施shi的de。例li如ru
，用yong於yu射she頻pin電dian源yuan係xi統tong和he大da功gong率lv射she頻pin發fa射she器qi的de降jiang壓ya轉zhuan換huan器qi可ke以yi使shi用yong高gao階jie低di通tong濾lv波bo
、多相調節和高 PWM 頻率（幾 MHz 或更高）

，並bing在zai反fan饋kui回hui路lu中zhong采cai用yong無wu源yuan或huo有you源yuan控kong製zhi方fang法fa。選xuan擇ze正zheng確que的de技ji術shu組zu合he需xu要yao考kao慮lv各ge個ge因yin素su
，從cong負fu載zai的de行xing為wei到dao轉zhuan換huan器qi級ji的de操cao作zuo。要yao評ping估gu這zhe些xie設she計ji

，可ke以yi從cong帶dai有you高gao精jing度du器qi件jian模mo型xing的de SPICE 仿真開始入手。 

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