
在调试BOOST升压电路的时候,会发现输出纹波较大,而过大的纹波不仅会导致电压不稳定,干扰精密模拟电路、引发ADC采样误差,还会加剧EMI辐射,甚至导致系统逻辑紊乱。纹波问题本质是功率器件开关动作、储能元件参数、PCB 寄生效应与控制环路共同作用的结果。那么如何减小纹波呢。
BOOST升压电路纹波大的核心是输出电容滤波不足、控制环路/反馈没优化、电感纹波大、PCB寄生参数等原因造成的,而改善需从元件选型、PCB布局、控制与补偿四个核心维度,采取针对性解决方法,将纹波控制在指标范围内,本文主要从以下两点来介绍如何减小纹波:
1、元件优化:加大输出电容
优先优化元件选型与搭配,从源头削减纹波。输出电容选用低ESR的固态电解电容、MLCC陶瓷电容,采用“大容量+小容量”并联,大容量滤低频纹波,0.1~0.01μF高频MLCC紧贴输出端滤高频毛刺,当输出纹波过大时,可以尝试加大输出电容。
如以下例子:在使用AP3012进行升压时,测试得输出纹波为40mVpp
升压电路

输出纹波

当输出电容由10uf更改为22uf后,明显看出输出纹波变小了,由40mVpp变成20mVpp左右。
输出纹波

2、优化反馈环路
反馈加前馈电容(Cff),可优化环路高频相位与增益特性,提升相位裕度并改善系统稳定性。通过补偿环路零极点,加快负载瞬态响应速度,快速调节占空比修正输出电压偏差,从而减小输出纹波与电压扰动。
如通过将图1的R71上并一个47pf,可将输出纹波降低到只有11mVpp左右。
输出纹波

综上,减小BOOST升压电路纹波需立足元件、电路、PCB、控制四大核心维度,在不能修改PCB的情况下,通过更改优化元件选型和反馈环路的措施,可在兼顾效率与成本的前提下,将纹波稳定控制在设计指标内。
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