开关电源的输出滤波器规划
本文示例电路将选用升压转化器,但成果可以直接应用于恣意DC-DC转化器。
而言十分小,下文称为输出噪声。一般来说,此输出噪声规模为10MHz至100
开端规划滤波器前,让我们先考虑一下单级滤波器RC或LC滤波器可以做什么?
常遭到颤动噪声的影响。这些都导致了低频噪声(1Hz至100kHz),一般不易
ΔIPP:进入输出滤波器的峰峰值电流近似值(为便利核算,假定是正弦信号。
Fu:转化器的交越频率(关于降压转化器而言,其值一般为FSW⁄10;关于升压
或降压/升压转化器而言,它一般坐落右半平面零点(RHPZ)约1/3方位处。)
最简略的滤波器类型为RC滤波器,如图3中依据低电流ADP161x升压规划的输
C1依据以下条件挑选:假定C1的输出纹波近似值可疏忽其他滤波器;5mV
p-p至20mVp-p便是一个很好的挑选。C1随后可经过公式1核算得出。
R可以依据功耗挑选。R有必要远大于RESR,电容和这个滤波器才干起作用。这
C2随后可经过公式2至公式6核算得出。A、a、b和c是简化核算的中心值,
很好的假定,引进的差错很小。C2应等于或大于C1。可调理第1步中的纹波,
阻尼技能1:添加RFILT具有额定本钱和尺度添加较少的优势。阻尼电阻的损
计,则RD可以是与陶瓷电容串联的分立式电阻。否则需运用具有高ESR且物理
将方针交越频率向下调整至不超越滤波器谐振频率(FRES)的五分之一到十分之
挑选C1,使其等于输出端没有输出滤波器时的状况。5 mV 至20 mV p-p 是一个
挑选电感LFILT。依据经历,较好的数值规模为0.5 μ F 至2.2 μ F。应按照高
自谐振频率(SRF)来挑选电感。较大的电感具有较大的SRF,这在某种程度上预示着它们的高
开关频率越高,电感值越小。比较电感值相同的两个电感时,SRF 较高的器材
(Fu)。依据公式7 的核算,关于电流形式转化而言,可完成的最大Fu 是开关频
率的1/10 以下,或许是滤波器FRES 的1/5 以下。走运的是,大部分模仿负载
不需要太高的瞬态呼应。公式9 核算转化器输出所需的输出电容近似值(CBW),
运用公式10 和公式11 核算阻尼滤波器电阻近似值。这些公式并非肯定准确,
但它们是不运用泛代数的最接近的闭式解决方案。ADIsimPower 规划东西经过
核算转化器在滤波器和电感短路时的开环传递函数(OLTF)然后核算RFILT。
RFILT 值为猜想值,直到滤波器仅为转化器OLTF 以上10 dB 时转化器OLTF 的
峰值(电感短路)。这种技能可用于ADIsimPE 等仿真器中,或用于运用频谱剖析
C2 现在可以终究靠公式12 至公式15 核算得出。a、b、c 和d 用于简化公式16。
应重复第3 步至第5 步,直至核算出满意所需纹波和瞬态标准的优异阻尼滤波
器规划。应留意,这些公式疏忽了滤波器电感的直流串联电阻RDCR。关于较低
功能,添加了所需RFILT 的一起也添加了滤波器阻抗。这两个效应都会极大地
改进滤波器功能。因而,以LFILT 中的少数功耗换来低噪声功能是很合算的,
这样能改进噪声功能。LFILT 中的内核损耗还有助于衰减部分高频噪声。因
那么可以再一次进行挑选CD 来按捺滤波器。这会添加一些本钱,但比较其它任何技能它能
正如之前的拓扑,挑选C1,使其等于没有输出滤波器时的状况。10 mV p-p 至
100 mV p-p 是个不错的开端,详细取决于终究方针输出纹波。C1 随后可经过公
式8 核算得出。C1 在这个拓扑中可以运用比之前拓扑更小的数值,由于滤波器
在之前的拓扑中,挑选数值为0.5 μ H 至2.2 μ H 的电感。关于500 kHz 至
与前文相同,C2 可以从公式16 中挑选,但RFILT 应设为较大的值,比方1 M
Ω ,由于不会装置该元件。不管C1 是否有额定 的电容,它的值不变的原因
是,为了供给杰出的阻尼,RD 会足够大,以至于CD 不会过多地下降纹波。将
C2 设为C2、CBW 和C1 核算得出的最小值。此刻回到第1 步并调理C1 上的纹波
CD 的值应当等于C1。理论上,运用更大的电容能轻松完成滤波器的更多按捺,但
RD 可以终究靠公式17 核算得出。FRES 经过公式7 核算得出,疏忽CD。这是一个
现在,CD 和RD 都已算出,可以正常的运用带有串联电阻的陶瓷电容,或许挑选带有