降低电源纹波噪声的一些常用方法-原理图|技术方案

在应用电源模块常见的问题中，降低负载端的纹波噪声是大多数用户都关心的。下文结合纹波噪声的波形、测试方式，从电源设计及外围电路的角度出发，阐述几种有效降低输出纹波噪声的方法。

1、电源的纹波与噪声图示
纹波和噪声即：直流电源输出上叠加的与电源开关频率同频的波动为纹波，高频杂音为噪声。具体如图1所示，频率较低且有规律的波动为纹波，尖峰部分为噪声。

图1

2、纹波噪声的测试方法
对于中小微功率模块电源的纹波噪声测试，业内主要采用平行线测试法和靠接法两种。其中，平行线测试法用于引脚间距相对较大的产品，靠测法用于模块引脚间距小的产品。
但不管用平行线测试法还是靠测法，都需要限制示波器的带宽为20MHz，同时需要去掉地线夹。

具体如图2和图3所示。

图2 平行线测试法

注1：C1为高频电容，容量为1μF；C2为钽电容，容量为10μF。
注2：两平行铜箔带之间的距离为2.5mm，两平行铜箔带的电压降之和应小于输出电压的2%。

图3靠测法

3、去除地线夹测试的区别
测试纹波噪声需要把地线夹去掉，主要是由于示波器的地线夹会吸收各种高频噪声，不能真实反映电源的输出纹波噪声，影响测量结果。下面的图4和图5分别展示了对同一个产品，使用地线夹及取下地线夹测试的巨大差异。

图4 使用地线夹测试-示波器垂直分辨率200mv/div

图5 去除地线夹测试-示波器垂直分辨率50mv/div

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致力于亚太地区市场的领先半导体元器件分销商---大联大控股宣布，其旗下友尚推出的USB Type-C移动电源方案采用标准双向模式（DRP MODE）---充/放电皆共享一个USB Type-C接口。该方案的输出/入路径分别配置电力保护开关，手机与移动电源在连接后会各自分别先做Type-C配置检测，检测完成后开关才会开启以启动充/放电，使用者不再有插错设备的风险。

图示1-大联大友尚的USB Type-C移动电源的系统架构图

USB Type-C是新一代的USB接口，将会同时取代现存的USB Type-A与micro USB。和Apple Lightning线一样，USB Type-C正反都可以插，去除传统USB最烦人的问题。USB Type-C标准线材为3A电流，连接器可以做到5A电流，能满足智能手机对快速充电的要求。由于USB Type-C很细小，所以由计算机、平板到手机，以至更小的电子产品都可以配备。另一个让USB Type-C可以跨装置的原因，是支持达到100W电力，足够为大尺寸笔记本电脑供电。

图示2-大联大友尚的USB Type-C移动电源的开发板照片

大联大友尚此次推出的方案的USB Type-C控制采用软件控制设计，具有成本较低，弹性较大的优点，对设计者开放Type-C与PD控制软件，工程师可以用软件升级Type-C PD 版本；硬件采用飞兆半导体（Fairchild）的 FUSB302 Type-C 控制器，搭配了ST的Cortex M0 32位单芯片STM32F030K6，电源芯片采用MPS充电与升压二合一IC---MP2636，充放电双向皆可支持3A电流，达到双向快充的功能。

图示3-大联大友尚的USB Type-C移动电源之Type-C Controller-Fairchild FUSB302系统架构图

本方案的USB Type-C移动电源为5V输出，最大输出电流为3A，较一般1A/1.5A USB 充电器提升两倍以上电流。输入为5V/3A，除了适用USB Type-C适配器，并可兼容电压可调的PD2.0适配器，输入电压会自动设定为5V，移动电源本体电池最大充电电流为3A。该方案兼容QC3.0或者其他需要用到D+/D-的充电协议，D+/D-信号的处理参考原设计即可。其中MCU内建程序包含充、放电灯号显示、电量显示与相关保护功能。

图示4-大联大友尚的USB Type-C移动电源之32位MCU-STM32F030K6系统架构图

方案特色：

1． 双向（DRP）工作模式

2． 充放电共享一个USB Type-C接口

3． Input：5V/3A，Output：5V/3A

4． 内建USB PD功能，输入兼容USB PD2.0 电源适配器

5． 兼容QC2.0 或者其他需要用到D+/D-的充电协议，D+/-信号的处理参考原有设计即可，本方案并不参与这些充电协议

6． 评估版提供USB Type-A接口，计算机可以经此连接MCU做程序下载

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