为什么加了滤波电路电源纹波还变大了？

Allevi

为什么加了滤波电路电源纹波还变大了？

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现象：在电路中，在IC的电源引脚处经常会使用磁珠与板卡上面的其他电源隔离，还能达到抑制高频噪声，减小电源纹波的目的；但有的电路里面的器件电源串接磁珠反而会增加电源纹波，即出现电源后端的噪声明显要大于磁珠前段的噪声。

理想模型分析：

在高频段，阻抗由电阻成分构成，随着频率升高，磁芯的磁导率降低，导致电感的电感量减小，感抗成分减小 但是，这时磁芯的损耗增加，电阻成分增加，导致总的阻抗增加，当高频信号通过铁氧体时，电磁干扰被吸收并转换成热能的形式耗散掉。

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一般磁珠的参数会标称高频的电阻值，但往往大家只关注这个参数，而忽略其低频的电感值。

所以，这个电路中，我们理想的模型是一个RC滤波电路：

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我们希望我们的滤波电路，能够把高频部分滤掉。

假设我们有一个标称100欧姆的磁珠，就表示这个磁珠在100MHz时的电阻为100欧，在直流时为0欧，所以可以建立以下是用于快速理解的磁珠模型：

可见，在直流时，L将R短路，因此磁珠就表现为0欧。

而当高频的噪声通过时，L近似为无穷大，因此磁珠就表现为一个100欧的电阻。

但是从实际测试的效果来看，并不是如我们所愿。

实际模型分析：

铁氧体可以等效为一个电感与电阻并联，在低频与高频时分别呈现不同的特性。

磁珠在低频段，阻抗由电感的感抗构成，低频时R很小，磁芯的磁导率较高，因此电感量较大，L起主要作用，电磁干扰被反射而受到抑制，并且这时磁芯的损耗较小，整个器件是一个低损耗、高Q特性的电感，这种电感容易造成谐振因此在低频段，有时可能出现使用铁氧体磁珠后干扰增强的现象。

如果我们的负载又比较小的时候，整个电路就是一个LC电路。下图为磁珠的阻抗曲线。

如果我们选择的电容，和磁珠正好是以下这种情况。并且开关电源的开关频率又在谐振频率附近。那么就出现了“谐振”，也就是输入信号，在这个频点被放大。

那么我们就需要把这个谐振点降低频率，远离开关频率。让电源纹波在这个滤波电路的衰减区。这就需要增加电容的容值。

有的朋友经过计算，觉得自己的电路谐振点应该是小于开关频率的，但是实际测试，还是比预想的频率要大。这是为什么呢？

直流电压值变大了，电容值变小（耐压范围以内）

在给出的多种电容类型中，最常用的是X5R、X7R。所有的型号在环境条件变化时都会出现电容值变化。尤其Y5V在整个环境条件区间内，会表现出极大的电容量变化。

当电容公司开发产品时，他们会通过选择材料的特性，使电容能够在规定的温度区间（第一个和第二个字母），工作在确定的变化范围内（第三个字母）。我正在使用的是X7R电容，它在-55°C到+125°C之间的变化不超过±15%。

当我们在电容两端加上电压时，我们发现电压就会导致电容值的变化（在耐压范围以内）。电容随着设置条件的变化量是如此之大。我选择的是一只工作在12V偏压下的耐压16V电容。数据表显示，4.7-μF电容在这些条件下通常只提供1.5μF的容量。

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我们可以看到，不同的型号，不同的耐压，不同的封装的电容，随着电压上升的下降趋势。

对于某个给定的封装尺寸和瓷片电容类型，电容的额定电压似乎一般没有影响。

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哈哈哈