基于XL4016降壓電路減小輸出紋波電壓的方法

　　開關(guān)電源具有效率高，輸出電壓可調(diào)范圍大、損耗小、體積小、重量輕而得到了廣泛的應用。但是在使用過程中，穩(wěn)定的直流輸出電壓中常會伴隨著交流分量，這些交流分量便是電壓紋波。紋波有很多害處，會縮短電器使用壽命或?qū)е码娖鳟a(chǎn)生噪聲等，所以在做系統(tǒng)設計時，就要將輸出紋波電壓控制在可接受的范圍內(nèi)。本文以 XL4016 降壓電路為例，簡述幾種抑制輸出紋波電壓的方法。

　　方法 1.添加 RC 吸收電路

　　在高速開關(guān)電流回路中，要考慮寄生參數(shù)，在肖特基二極管反向恢復期間，電路中寄生的等效電感和等效電容構(gòu)成一個 LC 振蕩器，產(chǎn)生高頻振蕩，繼而產(chǎn)生毛刺電壓?？梢酝ㄟ^在芯片 SW 對 GND 之間添加 RC 吸收回路，達到減小輸出紋波的目的。電阻 R 一般取 10Ω 左右，電容 C 取 1nF 以內(nèi)，圖 1 為添加 RC 吸收電路的電路圖：

　　圖 2 為沒有添加改善措施時輸出紋波電壓波形，圖 3 是添加 RC 吸收電路后輸出紋波電壓波形，其余條件均不改變（測試條件為輸入 12V，輸出 5V/5A）：

　　方法 2.輸出端添加 LC 濾波

　　若需要進一步降低輸出紋波電壓值，可以通過在輸出端添加 LC 濾波電路，如圖 4 所示：

　　圖 5 為沒有添加改善措施時輸出紋波電壓波形，圖 6 為添加 LC 吸收電路后輸出紋波電壓波形，其余條件均不改變（測試條件為輸入 12V，輸出 5V/5A）：

　　方法 3.優(yōu)化 PCB 走線，減小寄生參數(shù)

　　開關(guān)電源系統(tǒng)電路中的寄生參數(shù)是多數(shù)干擾的根本因素，在選取以上任一種改善措施后，進行 PCB 設計時，一定要根據(jù)開關(guān)電源布板規(guī)則進行，盡可能的縮短開關(guān)電流回路面積。就降壓電路而言，輸入端采用陶瓷電容+電解電容組合使用，陶瓷電容靠近芯片 VIN 與 GND 引腳，反饋走線遠離開關(guān)信號節(jié)點，使用 GND 走線包圍開關(guān)信號節(jié)點，同時縮短開關(guān)電流回路路徑，將輸入端電容正極靠近芯片 VIN 引腳，肖特基陰極靠近芯片 SW 引腳，肖特基陽極靠近輸入電解電容負極。

　　審核編輯：黃飛