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功率電感:LED電源減少輸出紋波的五大法寶

2014/12/11

  加大電感和輸出電容濾波

  根據(jù)LED驅(qū)動電源的公式,功率電感內(nèi)電流波動大小和電感值成反比,輸出紋波和輸出電容值成反比。所以加大電感值和輸出電容值可以減小紋波。

  輸出紋波與輸出電容的關(guān)系:vripple=Imax/(Co×f)。可以看出,加大輸出電容值可以減小紋波。

  通常的做法,對于輸出電容,使用鋁電解電容以達(dá)到大容量的目的。但是電解電容在抑制高頻噪聲方面效果不是很好,而且ESR也比較大,所以會在它旁邊并聯(lián)一個陶瓷電容,來彌補(bǔ)鋁電解電容的不足。

  同時,LED驅(qū)動電源工作時,輸入端的電壓Vin不變,但是電流是隨開關(guān)變化的。這時輸入電源不會很好地提供電流,通常在靠近電流輸入端(以BucK型為例,是SWITcH附近),并聯(lián)電容來提供電流。

  二級濾波,就是再加一級LC濾波器

  LC濾波器對噪紋波的抑制作用比較明顯,根據(jù)要除去的紋波頻率選擇合適的電感電容構(gòu)成濾波電路,一般能夠很好的減小紋波。但是,這種情況下需要考慮反饋比較電壓的采樣點(diǎn)。

  采樣點(diǎn)選在LC濾波器之前(Pa),輸出電壓會降低。因?yàn)槿魏坞姼卸加幸粋直流電阻,當(dāng)有電流輸出時,在電感上會有壓降產(chǎn)生,導(dǎo)致電源的輸出電壓降低。而且這個壓降是隨輸出電流變化的。

   LED驅(qū)動電源輸出之后,接LDO濾波

  這是減少紋波和噪聲有效的辦法,輸出電壓恒定,不需要改變原有的反饋系統(tǒng),但也是成本高,功耗高的辦法。任何一款LDO都有一項(xiàng)指標(biāo):噪音抑制比。

  經(jīng)過LDO之后,紋波一般在10mV以下。

  在二極管上并電容C或RC

  二極管高速導(dǎo)通截止時,要考慮寄生參數(shù)。在二極管反向恢復(fù)期間,等效電感和等效電容成為一個RC振蕩器,產(chǎn)生高頻振蕩。為了抑制這種高頻振蕩,需在二極管兩端并聯(lián)電容C或RC緩沖網(wǎng)絡(luò)。電阻一般取10Ω-100Ω,電容取4.7pf-2.2nf。

  在二極管上并聯(lián)的電容C或者RC,其取值要經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)才能確定。如果選用不當(dāng),反而會造成更嚴(yán)重的振蕩。

  二極管后接電感(EMI濾波)

  這也是常用的抑制高頻噪聲的方法。針對產(chǎn)生噪聲的頻率,選擇合適的電感元件,同樣能夠有效地抑制噪聲。需要注意的是,電感的額定電流要滿足實(shí)際的要求。

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