紋波電壓主要由幾個部分引起

1、電容的ESR引起的

2、電容的ESL引起的

3、電容的充放電引起的

4、噪聲引起的

以Buck開關電源為例來計算一下：

電容的ESR引起的紋波計算公式

電容的ESL引起的紋波計算公式

電容的充放電引起的紋波計算公式

對于此條計算可能有部分人不太理解，下面我們一起來分析一下：

當△ic流過理想電容C時，在C兩端產生的電壓變化如下

由上面圖（f）中最下一個電流波形可知 Buck 電路在達到平衡工作狀態時, 在 Io 的上方為電容充電電流, 而 Io 下方為電容放電電流, 由圖形中即可知紋波積分的上限應該選擇.toff/2、下限取ton/2.

計算積分得到

由于

則

漏電流小，ESR小，一般都是認為要選擇低ESR的系列，不過也與負載有關，負載越大，ESR不變時，紋波電流變大，紋波電壓也變大。我們從公式上來看看，dV*C=di*dt；dv就是紋波，di是電感上電流的值，dt是持續的時間。一般的開關電源書籍都會講到怎么算紋波，大題分解為：濾波電容對電壓的積分+濾波電容的ESR+濾波電容的ESL+noise，如下圖：

一般對紋波的計算通常是估算 有關開關電源紋波的計算，原則上比較復雜，要將輸入的矩形波進行傅立葉展開成各次諧波的級數，計算每個諧波的衰減，再求和。最后的結果不僅與濾波電感、濾波電容有關，而且與負載電阻有關。當然，計算時是將濾波電感和濾波電容看成理想元件，若考慮電感的直流電阻以及電容的ESR，那就更復雜了。所以，通常都是估算，再留出一定余量，以滿足設計要求。對樣機需要實際測試，若不能滿足設計要求，則需要更改濾波元件參數。

以Buck電路為例，電感中電流連續和斷續，開關電源的傳遞函數完全不同。電流連續時環路穩定，電流斷續時未必穩定。而電感中電流是否連續，除與電感量等有關外，還與負載有關。更嚴重的是，電流是否連續還與占空比有關，而占空比是由反饋電路控制的。不僅Buck，其它如Boost以及由基本拓撲衍生出來的正激、反激等也是一樣。

若要求所有可能產生的工作狀態下都穩定，通常要加假負載以保證Buck電路電感電流總是連續(對Buck/Boost或反激則保證不會在連續斷續之間轉變)，或者把反饋環路時間常數設計得非常大(這會在很大程度上降低開關電源的響應速度)。對輸出電壓可調整的開關電源(例如實驗室用的0～30V輸出電源)，環路穩定的難度更大。對這類電源，往往要在開關電源之后再加一級線性調整。

電解電容的選擇很重要

在輸出端采用高頻性能好、ESR低的電容，高頻下ESR阻抗低，允許紋波電流大。可以在高頻下使用，如采用普通的鋁電解電容作輸出電容，無法在高頻（100kHz以上的頻率）下工作，即使電容量也無效，因為超過10kHz時，它已成電感特性了。