交流噪声在电力电子设备中抑制的几种常用的方法

纹波噪声是指在电力电子设备中由于开关器件的开关动作和电容、电感能量的周期性存放释放导致交流电流和电压的变化而产生的波动，也称为交流噪声。它会给电路带来干扰，影响设备的性能和稳定性，需要通过合适的设计和控制措施来降低。

噪声是指叠加在纹波之上，非连续存在并无规律的电压或者电流尖峰。也就是说噪声指的是叠加在纹波上的杂波。下面的图1很好的描述了什么是纹波噪声。

DC-DC转换器是一种将直流电压转换为另一种直流电压的电源转换器，常见于各种电子设备中。在DC-DC转换器中，纹波噪声是一个重要的考虑因素。要降低DC-DC转换器的纹波噪声可以采取以下几种方法：

1. 选择合适的元件：选择具有低开关损耗和低内阻的开关器件、电容和CA3140T电感元件，可以减小纹波噪声的产生。

2. 合理设计PCB布局：合理设计电路板(PCB)的布局，减少回路面积、减小回路间的干扰是降低纹波噪声的重要手段。

3. 使用滤波器：在DC-DC转换器的输入输出端加入合适的滤波器电路，如LC滤波器、Pi滤波器等，可以有效滤除纹波成分，减小纹波噪声。

4. 控制开关频率：控制DC-DC转换器的开关频率，使得纹波频率不与关键信号频率重叠，可以避免纹波噪声对系统性能的影响。

5. 使用恰当的反馈控制策略：采用合适的反馈控制策略，如电压模式控制、电流模式控制等，可以有效降低纹波噪声、提高系统的稳定性和响应速度。

通过以上方法的综合应用，可以有效降低DC-DC转换器的纹波噪声水平，提高电子设备的性能和可靠性。

低频纹波抑制的几种常用的方法:

a、加大输出低频滤波的电感，电容参数，使低频纹波降低到所需的指标。

b、采用前馈控制方法，降低低频纹波分量。

2、高频纹波噪声来源于高频功率开关变换电路，在电路中，通过功率器件对输入直流电压进行高频开关变换而后整流滤波再实现稳压输出的，在其输出端含有与开关工作频率相同频率的高频纹波，其对外电路的影响大小主要和开关电源的变换频率、输出滤波器的结构和参数有关，设计中尽量提高功率变换器的工作频率，可以减少对高频开关纹波的滤波要求。

高频纹波抑制的目的是给高频纹波提供通路，常用的方法有以下几种:

a、提高开关电源工作频率，以提高高频纹波频率，有利于抑制输出高频纹波

b、加大输出高频滤波器，可以抑制输出高频纹波。

c、采用多级滤波。

3、由于功率器件与散热器底板和变压器原、副边之间存在寄生电容，导线存在寄生电感，因此当矩形波电压作用于功率器件时，开关电源的输出端因此会产生共模纹波噪声。减小与控制功率器件、变压器与机壳地之间的寄生电容，并在输出侧加共模抑制电感及电容，可减小输出的共模纹波噪声。

减小输出共模纹波噪声的常用方法:

a、输出采用专门设计的 EMI 滤波器。

b、降低开关毛刺幅度。

4、超高频谐振噪声主要来源于高频整流二极管反向恢复时二极管结电容、功率器件开关时功率器件结电容与线路寄生电感的谐振，频率一般为 1-10MHz,通过选用软恢复特性二极管、结电容小的开关管和减少布线长度等措施可以减少超高频谐振噪声。

开关电源都需对输出电压进行闭环控制，调节器参数设计的不适当也会引起纹波。当输出端波动时通过反馈网络进入调节器回路，可能导致调节器的自激振荡，引起附加纹波。此纹波电压一般没有固定的频率。在开关直流电源中，往往因调节器参数选择不适当会引起输出纹波的增大。

这部分纹波可通过以下方法进行抑制：

a、在调节器输出增加对地的补偿网络，调节器的补偿可抑制调节器自激引起的纹波增大。

b、合理选择闭环调节器的开环放大倍数和闭环调节器的参数，开环放大倍数过大有时会引起调节器的振荡或自激，使输出纹彼含量增加，过小的开环放大倍数使输出电压稳定性变差及纹波含量增加.所以调节器的开环放大倍数及闭环调节器的参数要合理选取，调试中要根据负载状况进行调节。

c、在反馈通道中不增加纯滞后滤波环节.使延时滞后降到最小.以增加闭环调节的快速性和及时性，对抑制输出电压纹波是有益的。