纹波(ripple)--学习笔记

  1. 定义:
    1. 由 于直流稳定电源一般是由交流电源经整流稳压等环节而形成的,这就不可避免地在直流稳定量中多少带有一些交流成份,这种叠加在直流稳定量上的交流分量就称之 为纹波。纹波的成分较为复杂,它的形态一般为频率高于工频的类似正弦波的谐波,另一种则是宽度很窄的脉冲波。对于不同的场合,对纹波的要求各不一样。对于 电容器老练来说,无论是那一种纹波,只要不是太大,一般对电容器老练质量不会构成影响。而对程控机电源或音响设备中所使用的电源,由于宽度很窄的脉冲没有 足够的能量来推动喇叭的纸盆或话机的听筒而形成杂音。因此对于这种窄脉冲的要求可以放宽。 
    2. 而对于音频范围内的类似正弦波的纹波信号,虽然其幅度不是太高,但其能量却使喇叭或听筒发生嗡嗡的杂音。因此对这种形态的纹波应有一定的要求,而对于用于一些控制的场合,由于窄脉冲达到一定的高度会 干扰数字或逻辑控制部件,使设备运行的可靠性降低,因此对这种窄脉冲的幅度应有一定的限制,而对类似正弦波的纹波,一般由于其幅度较低,对控制部件的干扰 不大。 
    3. 纹波的表示方法可以用有效值或峰值来表示,可以用绝对量,也可以用相对对量来表示。例如一个电源工作在稳压状态,其输出为 100V5A,测得纹波的有效值为10mV,这10mV就是纹波的绝对量,而相对量即 纹波系数=纹波电压/输出电压=10mv/100V=0.01%, 即等于万分之一。
  2. 谐波与纹波的比较 
    1. 谐波:
      1. 就是一定频率的电压或电流作用于非线性负载时,会产生不同于原频率的其它频率的正弦电压或电流的现象。  
      2. 除了在电路中所需要产生谐波的情况以外,它主要有以下主要危害:
        1.  使电网中发生谐振而造成过电流或过电压而引发事故;  
        2. 增加附加损耗,降低发电、输电及用电设备的效率和设备利用率;  
        3. 使电气设备(如旋转电机、电容器、变压器等)运行不正常,加速绝缘老化,从而缩短它们的使用寿命;  
        4. 使继电保护、自动装置、计算机系统及许多用电设备运转不正常或不能正常动作或操作;  
        5. 使测量和计量仪器、仪表不能正确指示或计量;  
        6. 干扰通信系统,降低信号的传输质量,破坏信号的正常传递,甚至损坏通信设备。
    2. 纹波:
      1. 指在直流电压或电流中,叠加在直流稳定量上的交流分量。
      2. 主要危害:
        1. 容易在用电器上产生谐波,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,导致烧毁用电器;  
        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。  
    3. 虽然在概念上不是一回事,但它们之间有联系。如电源上附加的纹波在用电器上很容易产生各频率的谐波;电源中各频率谐波的存在无疑导致电源中纹波成分的增加。  
    4. 两者在不需要的地方出现都是有害的,是需要避免的。对于如何抑制和去除谐波和纹波的方式方法有很多,但想完全消除,似乎是很难办到的,只有将其控制在一个允许的范围之内,不对环境和设备产生影响就算达到了目的。

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