紋波電壓

紋波電壓

紋波就是一個直流電壓中的交流成分。直流電壓本來應該是一個固定的值,但是很多時候它是通過交流電壓整流、濾波后得來的,由於濾波不徹底,就會有剩餘的交流成分,即使採用電池供電也會因負載的波動而產生波紋。事實上,即便是最好的基準電壓源器件,其輸出電壓也是有波紋的。紋波電壓抑制比=Ui~/Uo~ 。紋波電壓通常用有效值或峰值表示。

定義


狹義上的紋波電壓,是指輸出直流電壓中含有的工頻交流成分。
我國工頻頻率是50Hz,所以紋波電壓以工頻50Hz或50Hz的整數倍計取。具體取50Hz還是50Hz的倍數,取決於整流電路的類型。對於半波整流,取50Hz;對於全波整流,取50Hz的2倍即100Hz;對於三相半波整流,取50Hz的3倍即150Hz;對於三相全波整流,取50Hz的6倍即300Hz。
徠對於日本、美國等國家,使用60Hz工頻,計取方式只需把上述的50改為60即可。
紋波電壓通常用有效值或峰值表示。

危害


紋波的害處:
1、容易在用設備中產生不期望的諧波,而諧波會產生較多的危害;
2、降低了電源的效率;
3、較強的紋波會造成浪涌電壓或電流的產生,導致燒毀用電設備;
4、會幹擾數字電路的邏輯關係,影響其正常工作;
5、會帶來噪音干擾,使圖像設備、音響設備不能正常工作。

抑制方法


抵制紋波電壓的方法,常見的有以下幾種:
1、在成本、體積允許的情況下,儘可能採用全波或三相全波整流電路;
2、加大濾波電路中電容容量,條件許可時使用效果更好的LC濾波電路;
3、使用效果好的穩壓電路,對紋波抑制要求很高的地方使用模擬穩壓電源而不使用開關電源;
4、合理布線。

相關測量


可以先用示波器將整個波形捕獲,然後將關心的紋波部分放大來觀察和測量(自動測量或游標測量均可),同時還要利用示波器的FFT功能從頻域進行分析。
1. 最大紋波電壓。
在額定輸出電壓和負載電流下,輸出電壓的紋波(包括雜訊)的絕對值的大小,通常以峰峰值或有效值表示。
2. 紋波係數Y(%)。
在額定負載電流下,輸出紋波電壓的有效值Urms與輸出直流電壓Uo之比,既y=Urms/Uo x100%
3. 紋波電壓抑制比。
在規定的紋波頻率(例如50HZ)下,輸入電壓中的紋波電壓Ui~與輸出電壓中的紋波電壓Uo~之比,即:
紋波電壓抑制比=Ui~/Uo~ 。
這裡聲明一下:雜訊不同於紋波。紋波是出現在輸出端子間的一種與輸入頻率和開關頻率同步的成分,用峰-峰(peak to peak)值表示,一般在輸出電壓的0.5%以下;雜訊是出現在輸出端子間的紋波以外的一種高頻成分,也用峰-峰(peak to peak)值表示,一般在輸出電壓的1%左右。紋波雜訊是二者的合成,用峰-峰(peak to peak)值表示,一般在輸出電壓的2%以下