详细解析Buck电路开关电源纹波的有效抑制方法

="color: rgb(62, 62, 62); font-family: Tahoma, Arial, sans-serif; font-size: 14px; line-height: 30px; ">

尽管对于ESR的计算要考虑很多因素，一般情况下，电解电容和若干陶瓷电容并联后的等效电阻ESR在十几到几十mΩ之间，由此可见ESR是纹波产生的主要因素，并且C取值的增加不会显着改变纹波。

2)其次观察等式右边的前半部分

如果L或者fs增大，则Vro变小，可以减小纹波，即增大电感的值和提高开关频率可以降低纹波。

3)最容易忽略的是输出电压和纹波的关系。考察Vo对Vro的变化率。

在所有其他因素都不改变的条件下，将Vro对Vo求导，可得：

其中：

令

有，

此时电源输出的纹波最大。

Vo无论大于还是小于这个值，纹波都将减小。由该规律可以推算输出电压调整的电源模块的纹波。

4)在实际工作中，一切可以调整的因素都是相对稳定的，并且带有一定的实际工作误差。因此在考虑开关频率、L和C的取值的时候，要考虑干扰因素，选取受到很多因素影响的一个折中的结果。调整这些取值要考虑其他制约因素，下面列举一些制约因素，在调整参数时需要注意：

a)提高开关频率将使系统功耗增大，电源效率降低，温度升高，带来散热问题。

b)开关频率受到开关管、控制芯片、二极管及其他因素的限制，不能无限提高。

c)提高L的值会使电感体积增加，成本增加，而电感的选择面是比较窄的。

d)无论是修改L、C或是开关频率，都要注意电源的稳定性。

通过上述分析可以得知，降低ESR可以降低纹波干扰，即在实际通常使用电解和若干瓷片电容并联的方法降低输出C的ESR，进而降低纹波干扰。

结语

本文通过对Buck电路中元器件的计算公式，推导出纹波电压、电流的计算公式。根据影响因素，对电感量、电容量的选择进行分析比较，从而得出纹波的抑制方法。然而问题并没有完全解决，下面的问题更加值得关注与了解：

1)各类电解电容和各类薄膜电容的ESR特性是什么；

2)各类电容的ESR受哪些因素的影响；

3)如何估算电容并联的ESR；

4)输出电容的相对位置对ESR有何影响。

前两个问题可以通过基本的性能实验求解，第三个问题则需要使用解析和仿真的方法来进行解决，而第四个问题就需要加强基础和理论深入的研究。