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电源滤波选项
电源滤波选项
电源不需要应用滤波的应用很少。滤波器的类型及其在电路设计中的位置取决于许多因素。最常见的类型是输入滤波，位于任何外部电源和电源控制电路之间。或者，将滤波器放置在负载两端的输出端可能更有效。
基本电源的主要问题之一是防止输入电源上的噪声和电压尖峰对电源本身或负载电路产生不利影响。第二个问题是从整流器级的输出中消除任何可能影响负载的纹波电压。然而，通常需要输入滤波以避免开关模式电路产生的噪声通过电源传导回开关电源中的输入电源。
波纹过滤
任何整流器的输出都将包含输出上的纹波电压元素，作为整流过程的固有副产品。
跨输出负载放置的高值电容器可为整流电源线提供简单但有效的纹波滤波。电容器值是根据纹波频率、电容器在最小输出电压点提供的最大电流以及可接受的残余纹波电压幅度来计算的。电容越大，残余纹波越小。理论上，无限大的电容将消除任何纹波电压。在这里，设计人员需要在电容器成本和尺寸与可接受的残余纹波电压之间进行权衡。
电容器选择时要考虑的一个因素是其等效串联电阻，它将决定滤波器效率和响应时间，影响热管理并可能影响高频纹波的性能。
这种基本滤波器的主要优点是在非常低的负载下，输出电压将非常接近峰值输入电压。这种滤波器类型还将为使用半波整流器实现的电源提供合理有效的解决方案，以最大限度地减少组件数量和占位面积。这种滤波器类型的缺点是它提供的电压调节非常差，并且随着负载的增加，其降低纹波的性能将显着降低。
输出噪声过滤
在考虑电磁干扰等噪声时，滤波器放置和元件选择等因素至关重要。
典型的无源滤波器电路将包括电容器、电感器和电阻器，以在电源与其负载之间形成桥接。正确设计的滤波器的一个关键特性是使电源电路的输出与负载电路的阻抗匹配。匹配越好，任何电磁干扰的衰减就越有效。因此，滤波器电路可以消除来自输入电源线的噪声和电源电路本身产生的噪声，起到低通滤波器的作用。它还可以防止负载引起的干扰被传导回电源控制电路并影响其性能。如果电源具有严格的电压调节要求并驱动大电流开关负载，则此功能非常重要。
但是，重要的是要注意，这不会阻止电源产生的噪声传导回输入电源线。因此，需要认证的设备中的开关电源可能需要在电源输入端进行额外的过滤，以实现合规性。
另一点需要注意的是，滤波器电路将减少传导共模和差模干扰，但不会解决对辐射电磁干扰影响的敏感性。因此，需要采用屏蔽技术和接地措施。特别是如果电源容易受到干扰中断，或者更可能发生在开关电源中，它会产生可能影响其他设备或其负载的干扰。
从设计的角度来看，组件的选择至关重要。例如，滤波器自谐振会产生重大问题；超出自谐振频率工作的电容器会与电感器相互作用，从而产生影响性能的耦合振荡。
稳压器输出滤波
电容器放置在稳压器的输出两端以提供电压稳定性。尽管如此，它们还具有降低高频噪声的额外优势，这在开关模式电源中尤为普遍。这种噪声的主要来源是脉宽调制控制信号，它会产生非常高频的噪声谐波，从而导致辐射和传导干扰。在电源具有大输出电流的情况下，或者对于电容器没有足够高的自谐振频率的其他情况，可以在开关组件 MOSFETS 的输出端为电容器补充一个电感，以提供阻尼。
概括
电源会以电压纹波和干扰的形式产生大量噪声。然而，它们也容易受到干扰。在某些设备中，如果管理不当，电源产生的噪声会无意中影响电源本身。设计人员面临的挑战是确定滤波器要求、选择最佳选项并在电路设计中找到最佳位置以结合滤波。他们必须做到这一点，同时平衡组件占用空间限制、成本和交货时间等约束条件。