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DC/DC電源中的紋波抑制設(shè)計

作者: 時間:2011-10-13 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
開關(guān)以其體積小、效率高等優(yōu)點在通信設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用。但對于輸出電壓紋波要求較小的場合,傳統(tǒng)開關(guān)設(shè)計的輸出電壓紋波較大,已不能達到設(shè)計要求。而通過采用本文的有源濾波器及其前端加入LC低通濾波器網(wǎng)絡(luò)的方法,則能夠?qū)y波進行有效抑制,從而達到設(shè)計所需要的指標。實驗結(jié)果表明,該方法具有一定的理論與實際意義。

  1 有源濾波器原理

  有源濾波器的設(shè)計原理圖如圖1所示,圖中采用了一個運算放大器、四個電阻和兩個電容來構(gòu)成有適當阻尼的二階有源低通濾波器。

  

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  利用理想運放的分析方法,求得該電路的頻率特性函數(shù)為:

  

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  一般情況下,根據(jù)二階低通濾波器的頻率特性函數(shù)為:

  

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  通過上式可以求出該有源濾波器的一些參數(shù),如自然角頻率ωn阻尼系數(shù)ξ和閉環(huán)增益Avf等:

  

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  由上面的公式可以推得二階低通濾波器的幅頻特性Avf(ω)和相頻特性φf(ω)為:

  

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圖2所示是其幅頻特性與相頻特性圖。

  

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  2 LC低通濾波器

  在實際應(yīng)用中,有源低通濾波器由于受到運算放大器的增益和帶寬限制,其工作在高頻段的波形效果不太理想,而在有源低通濾波器的前端加入截止頻率較高的LC低通濾波器,則可以達到比較理想的效果。其前端加入LC的濾波器原理圖如圖3所示。

  3 實驗結(jié)果及其波形

  在有輸出紋波的波形中,圖4給出了未使用有源濾波網(wǎng)絡(luò)的輸出電壓紋波圖,而圖5所示則是使用有源濾波網(wǎng)絡(luò)后的輸出電壓紋波圖。

  

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  4 結(jié)束語

  通過對比可以看出,采用本文的有源濾波網(wǎng)絡(luò)及在其前端加入LC低通濾波電路,可以有效的濾除電壓紋波,達到方案中所要求的技術(shù)指標,同時,供電設(shè)備的工作穩(wěn)定性也可得到可靠保證。



關(guān)鍵詞: DC/DC 電源 紋波抑制

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