开关电源纹波如何估算

       开关电源因其电压转换效率高，体积小而广泛应用于各种场合。关于开关电源原理和应用的专著也非常丰富，但是少有详细介绍开关电源输出电压纹波产生的机理和计算方法的文章和专著；即便有，其分析也略有欠缺，甚至存在一定的误区，以致不能清晰的反应其原理，让读者不能直观的了解其形成过程。然而开关电源的输出电压纹 波这个参数，直接反应了一个开关电源的设计是否能够满足应用需求，因此在应用过程中是一个极为重要的参数。同时，由于开关电源的输出电压纹波包含了多个部 分，主要为稳态纹波，动态纹波和噪声，每个部分都有不同的特点。如果不能清除的认识各个部分产生的机理及其影响，电路设计工程师就无法对电源的输出特性进 行优化。

       有关开关电源纹波的计算，原则上比较复杂，要将输入的矩形波进行傅立叶展开成各次谐波的级数，计算每个谐波的衰减，再求和。最后的结果不仅与滤波电感、滤波电容有关，而且与负载电阻有关。当然，计算时是将滤波电感和滤波电容看成理想元件，若考虑电感的直流电阻以及电容的ESR，那就更复杂了。所以，通常都是估算，再留出一定余量，以满足设计要求。对样机需要实际测试，若不能满足设计要求，则需要更改滤波元件参数。大功率直流电源。

       以Buck电路为例，电感中电流连续和断续，开关电源的传递函数完全不同。电流连续时环路稳定，电流断续时未必稳定。而电感中电流是否连续，除与电感量等有关外，还与负载有关。更严重的是，电流是否连续还与占空比有关，而占空比是由反馈电路控制的。不仅Buck，其它如Boost以及由基本拓扑衍生出来的正激、反激等也是一样。