纹波电流或电压是指的电流中的高次谐波成分,会带来电流或电压幅值的变化,可能导致击穿,由于是交流成分,会在电容上发生耗散,如果电流的纹波成分过大,超过了电容的最大容许纹波电流,会导致电容烧毁。
纹波电流在这里指的是流经电容器的交流电流的 RMS 值,其在电压上的表现为脉动或纹波电压。电容器最大允许纹波电流受环境温度、电容器表面温度(及散热面积)、损耗角度(或 ESR )以及交流频率参数的限制。温度是电解电容器件寿命的决定性因素,因此由纹波产生的热损耗将成为电容寿命的一个关键参考因数。
纹波电压的害处:
1、容易在用设备中产生不期望的谐波,而谐波会产生较多的危害;
2、降低了电源的效率;
3、较强的纹波会造成浪涌电压或电流的产生,导致烧毁用电设备;
4、会干扰数字电路的逻辑关系,影响其正常工作;
5、会带来噪音干扰,使图像设备、音响设备不能正常工作。
总结
纹波是板上电源一个很重要的参数,如何将纹波在合理的设计下降至最低是每个电源电路需要重点考虑的。虽然各种开关电源的设计参数不同,但是影响纹波的因素基本上都有开关频率,滤波电感,输出电容,那么减小纹波电压的过程其实也就是对上述几个参数进行匹配选择的过程。
1 开关频率,此值越大,可将脉冲电流值降低,也就可以减小纹波电压。但是频率越高,也就对单板产生越大的干扰,对EMI会有一定的影响。
2 电感,需要根据实际情况下的负载电流值及开关频率来选择,在合理的选择区间内选择较大的电感可降低脉动电流。
3 输出电容,需要选择低ESR和高容量的器件。并且优先选择温度特性好的电容,这样可使得温度变化大的环境下纹波值不至于过大。