本文介绍了直流电源纹波测试仪和电源纹波系数的概念。介绍四种抑制电源纹波的方法，RLC滤波法、共模滤波法、铁氧体磁环滤波法以及组合滤波法。通过实验得到四种方法的滤波效果，并总结了它们的优缺点。通过比较得出，使用组合滤波方法可以有效降低电源纹波。

直流电源纹波测试仪

引言

电源的主要作用是为电子产品提供电能，但供电的同时不可避免地会引入纹波、噪声等，使电子系统甚至整个产品的稳定性和可靠度降低。电压纹波能极大地影响到电源的各个电路，如A/D变换电路、运算放大电路、整流滤波电路等。通常的应用中有以下危害,产生不期望出现的谐波而造成过压或过流引发事故;增加附加损耗，降低用电设备的效率和利用率;使设备运行不正常、加速老化、缩短寿命;使继电保护、自动装置、计算机系统等设备运转不正常或不能正常动作;使测量和计量仪器仪表出现偏差;干扰通信系统，降低信号传输质量，甚至损坏通信设备。因此，在设计电子产品时，需要准确地测量纹波，并将纹波抑制在一定范围内。

什么是电源纹波与纹波系数

严格来讲，稳压电源输出的直流电压不是完全稳定不变的，输出直流电压中的脉动直流电不平滑，含有大量交流电成分，由于滤波电路性能各异，虽可以滤去大部分的交流电成分，但不能完全滤除。整流滤波后的稳压电路是利用电路的调整作用使输出电压稳定，使交流电成分降低到最小。这种伴随稳定电压输出的不能完全滤除的交流电成分叫纹波电压（纹波电压即直流电压中的交流成分）。

为了表征直流稳压电源滤波的性能，引入纹波系数的概念。定义纹波系数ψ为纹波电压有效值Vr与直流输出电压Vo的百分比值，纹波系数是评价直流电源稳定纯净输出的重要指标。得到纹波系数则需提前测量纹波电压。

电源纹波的测量

准确测量电源纹波一般需要两种仪器，即电子负载与相关测量仪表(纹波电压测试仪)。电子负载方便调整电流，一般设定在恒阻模式，测量仪表读出纹波数值。将读值代入公式，可计算得到纹波系数。

抑制电源纹波的方法

抑制稳压电源输出电压的纹波，一般采取的方法有以下四种：RLC滤波法、共模滤波法、铁氧体磁环滤波法以及三种方法的组合。

1.RLC滤波法

RLC滤波法不一定把电阻、电感器和电容器都用上，根据理论计算和经验值，可以采取单独电容滤波法以及电感电容组合滤波法，都可取得比较理想的滤波效果。

2.共模滤波法

电源输出端加共模扼流圈以及Y电容器去耦，衰减共模纹波。扼流圈中的寄生电感形成LC滤波器，滤除差模纹波。值得注意的是，共模扼流圈体积比电容器或电感器要大几倍，如果考虑电源电路板的有效面积，尤其是开关电源功率密度要求很高时，则无法使用共模扼流圈。

3.铁氧体磁环滤波法

电源输出端的电源接线上直接穿绕一个铁氧体磁环，和共轭滤波法相比非常接近，但铁氧体磁环简单，可以根据电源的尺寸要求做相应的定制。因此它目前已广泛应用在印制电路板、数据线和电源线的滤波上。

它在高阻抗电路中的作用并不明显，在低阻抗电路(如功率分配、电源或射频电路)中使用将非常有效。

4.组合滤波法

实际的电源滤波电路设计中，为了使滤波效果更好，一般选择几种滤波方法的组合。其中比较简单有效的办法是电容滤波法和铁氧体磁环的组合,和以上三个滤波方法相比，组合滤波法效果最明显。

当把RLC滤波法和铁氧体磁环滤波法组合时，其抑制电压纹波效果最好。由于RLC滤波法和铁氧体磁环滤波法都简单而易于操作，所以在设计滤波电路时，应权衡系统对电源的要求和预算的大小，重点采用这两种滤波方法或其组合。

总结

通过常用滤波方法的组合，能有效抑制电源纹波。在滤波电路设计比较严格和预算准许的情况下，可以采用组合滤波法抑制电源纹波，从而提高电源的稳定性与可靠性。

现在的电子产品由于体积的要求越来越严格，其电源部分大都采用开关电源模块。因此电源设计工程师一定要考虑开关电源的纹波抑制和电路板的合理布局。本文提出的滤波方法，为电源设计工程师提供了一定的参考，可以综合考虑所设计的电源大小、技术要求、用途和预算，恰当地选择合适的滤波方法，设计出符合市场需求的合格电源。