开关电源输出纹波主要来自于哪五个方面

  浏览量2023-11-27 作者: 轨道交通

  以20M示波器带宽为限制标准,电压设为PK-PK(也有测有效值的),去除示波器控头上的夹子与地线(因为这个本身的夹子与地线会形成环路,像一个天线接收杂讯,引入一些不必要的杂讯),使用接地环(不使用接地环也可以,不过要考虑其产生的误差),在探头上并联一个10UF电解电容与一个0.1UF瓷片电容,用示波器的探针直接来测试;如果示波器探头不是非间接接触输出点,应该用双绞线Ω同轴电缆方式测量。

  开关电源输出纹波主要来自于五个方面:输入低频纹波;高频纹波;寄生参数引起的共模纹波噪声;功率器件开关过程中产生的超高频谐振噪声;闭环调节控制引起的纹波噪声。

  纹波是叠加在直流信号上的交流干扰信号,是电源测试中的一个很重要的标准。尤其是作特殊用途的电源,如激光器电源,纹波则是其致命要害之一。所以,电源纹波的测试就显得极为重要。

  电源纹波的测量方法大致分为两种:一种是电压信号测量法;另一钟是电流信号测量法。

  一般对于恒压源或纹波性能要求不大的恒流源,都可以用电压信号测量法。而对于纹波性能要求高的恒流源则最好用电流信号测量法。

  电压信号测量纹波是指,用示波器测量叠加在直流电压信号上的交流纹波电压信号。对于恒压源,测试可以直接用电压探头测量输出到负载上的电压信号。对于恒流源的测试,则一般是利用电压探头,测量采样电阻两头的电压波形。整个测试过程中,示波器的设置是能否采样到真实信号的关键。

  耦合:即通道耦合方式的选择。纹波是叠加在直流信号上的交流信号,所以,我们要测试纹波信号就可以去掉直流信号,直接测量所叠加的交流信号就好。

  探头:首先选用电压探头的方式。进而选择探头的衰减比例。必须与实际所用探头的衰减比例保持一致,这样从示波器所读取数才是真实的数据。比如,所用电压探头放在×10档,则此时,这里的探头的选项也必须设置为×10档。

  信源:实际所选择的通道,如,准备用CH1通道来测试,则此处就应选择为CH1。

  触发方式:如果是在实时地观察纹波信号,则选择‘自动’触发。示波器会自动跟随实际所测信号的变化,并显示。这样一个时间段,你也可通过设置测量按钮,实时地显示你所需要的测量的数值。但是,如果你想要捕捉某次测量时的信号波形,则需要将触发方式设置为‘正常’触发。此时,还需要设置触发电平的大小。一般当你知道你所测量的信号峰值时,将触发电平设置为所测信号峰值的1/3处。如果不知道,则触发电平可设为的稍微小一些。

  采样长度的设置决定能否采样到所需要的数据。当所设置的采样长度过大时,就会漏掉实际信号中的高频成分;当所设置的采样长度过小时,就只能看到所测实际信号的局部,同样没办法得到真实的实际信号。所以,在实际测量时,需来回旋转按钮,仔仔细细地观察,直到所显示波形是线.采样方式:

  可根据实际要设定。如,要求测量纹波的P-P值,则最优选择峰值测量法。采样次数也可结合实际需要设定,这与采样频率及采样长度有关。

  通过选择对应通道的峰值测量,示波器就可以帮你把所需要的数据及时显示出来。同时也可以再一次进行选择对应通道的频率、最大值、均方根值等。

  通过对示波器做到合理设置和规范的操作,一定能得到所需的纹波信号。但是,在测量过程中一定要注意防止其它信号对于示波器探头自身的干扰,以免所测量的信号不够真实。

  通过电流信号测量法测量纹波值是指,测量叠加在直流电流信号上的交流纹波电流信号。对于纹波指标要求比较高的恒流源,即要求纹波比较小的恒流源,采用电流信号直接测量法能够获得更加真实纹波信号。与电压测量法不同的是,这里还用到了电流探头。比如,继续用上述的示波器,再加一个电流放大器和一个电流探头。此时,只需用电流探头夹住输出到负载的电流信号,就能够直接进行电流测量法来测量输出电流的纹波信号了。与电压测量法一样,整个测试过程中,示波器及电流放大器的设置是能否采样到真实信号的关键。

  其实,用这种方法测量时,示波器的基本设置及用法与上述相同。不同的是,通道设置中探头的设置不一样。在这里,需要选则电流探头的方式。然后,选择探头的比例,必须与放大器所设置的这个比例相同,这样从示波器所读取数才是真实的数据。比如,所用放大器的这个比例设置为5A/V,则此时示波器的这一项也需设置为5A/V。至于电流放大器的耦合方式,当示波器的通道耦合已经选择为交流耦合时,则这里选择交流或直流都可以。

  需要注意的是,用这种方法时,需先打开示波器,然后再打开电流放大器。且记得在使用前对电流探头先消磁。

  另外,测量电源纹波本身有一定技巧性。不当使用示波器测量电源纹波首先是使用了接地线很长的示波器探针;其二是让由探针和接地线形成的回路靠近功率变压器和开关元件;最后是允许在示波器探针和输出电容之间形成额外的电感。其结果带来的问题是在测得的纹波波形中携带了拾取的高频成分。

  在电源中有许多很容易耦合到探针中的高速的、大电压和电流信号波形,这中间还包括来自功率变压器的磁场耦合、来自开关节点的电场耦合、以及由变压器交绕(interwinding)电容产生的共模电流。

  采用正确的测量技术可切实改善纹波测量的结果。首先,通常会规定纹波的带宽上限,以避免拾取超出纹波带宽上限的高频噪声,应该给用于测量的示波器设定合适的带宽上限。其次,能够最终靠摘掉探针的“帽子”来去掉接地长引线形成的天线。我们把一段短线绕在探针接地引线周围,并使之与电源地相连接。这样做附带的好处是缩短暴露在电源附近高强度电磁辐射中的探针长度,从而进一步减少高频拾取。

  最后,在隔离电源中,真正的共模电流是由在探针接地引线中流动的电流产生的,这就使得在电源地和示波器地之间产生电压降,表现为纹波。要抑制这个纹波,需要在电源设计中仔细考虑共模滤波问题。

  此外,把把示波器引线绕在铁芯上可减小这个电流,因为这样会形成一个不影响差分电压测量、但可降低由共模电流产生的测量误差的共模电感。能够正常的看到,高频尖刺已几乎消除。

  事实上,当电源集成到系统中之后,电源纹波性能甚至会更好。在电源和系统其它部分之间几乎总会存在一定量的电感。电感可能是由导线或在印刷线路板上的蚀刻线形成的,而在芯片附近总会有作为电源负载的附加旁路电容,这两者形成低通滤波效应并逐步降低电源纹波和/或高频噪声。

  举一个极端的例子,由电感量为15nH的长一英寸的短线μF的旁路电容构成的滤波器,其截止频率为400kHz。该实例意味着能大幅度减少高频噪声。该滤波器的截止频率比电源纹波频率低很多倍,可以切实降低纹波。聪明的工程师应该在测试过程中设法利用它。

  InnoSwitch™3-Pro集成开关IC可提供电源输出电压及电流的数字化微调,实现对电池充电的精确控制并省去DC-DC后级稳压电路。下面就随电源管理小编共同来了解一下相关联的内容吧. InnoSwitch3-Pro电源转换IC集成了微处理器VCC电源,无需新增外围LDO为外部微处理器供电;此外,还集成了n沟道MOSFET驱动电路,可用于使能或禁止电源的主功率输出。由于新器件集成了总线电压、电流和故障报告的遥测技术,以及可动态设定的各项保护功能,例如可外部设定电源的过温保护(OTP)、输入过压/欠压(OV/UV)保护、输出过压/欠压(OV/UV)保护和短路保护的反应机制,从而使得复杂的离线式电源的BOM元件数大幅度减少,电源设计的复杂

  频谱分析仪通常用于测量射频(RF)信号。信号通常通过天线,磁探针或具有匹配阻抗的电缆链路传输到分析仪的RF输入。这样做才能够减少阻抗失配,这通常会降低反射功率并提供最准确的测量结果。通常这不是一种适当的连接技术,尤其是在连接到低阻抗输入时尤其是在频谱分析仪上时总是有可能会出现负载的电路中。 本应用笔记讨论怎么样去使用示波器中常用的无源探头,仅在这样的一种情况下,它将用于频谱分析仪。讨论中还包括使用此方法的部分偏好和交换条件。 大多数分析仪具有50欧姆的输入阻抗。实际上,许多模拟带宽超过几百MHz的示波器也具有50欧姆的阻抗设置。此较低的阻抗可在较高的频率下实现更好的性能,但会给电路带来更高的阻抗,从而给电路带来非常大的负担。 在本应用笔记

  中常用的无源探头 /

  0 引言 随着集成电路的发展和数字信号处理技术的采用,数字示波器已成为集显示、测量、运算、分析、记录等各种功能于一体的智能化测量仪器。数字示波器在性能上也逐渐超越模拟示波器,并有取而代之的趋势。与模拟示波器相比,数字示波器不仅仅具备可存储波形、体积小、功耗低,使用起来更便捷等优点,而且还具有强大的信号实时处理分析功能。因此,数字示波器的使用愈来愈普遍。目前我国国内自主研发的高性能数字示波器还是比较少,普遍的使用的仍是国外产品。因此,有必要对高性能数字示波器进行广泛和深入研究。本文通过采用高速高性能器件,设计了一实时采样率为60 Msa/s的宽带数字示波器。 1 数字示波器的性能参数设计 数字存储示波器的指标很多,包括采样率、带宽、灵敏

  设计与实现 /

  示波器是一种常用的电子测量仪器,被广泛的应用于多个行业当中。示波器的构成是很复杂的,有很多的部件都是我们不知道的。其实我们在使用示波器的时候对于它的主要组成部分同样是需要了解的,今天小编就来为大家具体介绍一下示波器的主要组成部分吧,希望有机会能够帮助到大家。 1 示波管 阴极射线管(CRT)简称示波管,是示波器的核心。它将电信号转换为光信号。正如图1所示,电子枪、偏转系统和荧光屏三部分密封在一个真空玻璃壳内,构成了一个完整的示波管。 1.荧光屏 现在的示波管屏面通常是矩形平面,内表面沉积一层磷光材料构成荧光膜。在荧光膜上常又增加一层蒸发铝膜。高速电子穿过铝膜,撞击荧光粉而发光形成亮点。铝膜具有内反射

  笔者最近设计了由UC3842组成的DC-DC转换器,总的框架采用参考文献中现成的电路。但由于输入电压和工作频率不同,重新设计了电路参数。 UC3842是美国Unitrode公司生产的一种高性能单端输出式电流控制型脉宽调制器芯片。 UC3842为8脚双列直插式封装,其内部原理框图如图1所示。主要由5.0V基准电压源、用来精确地控制占空比调定的振荡器、降压器、电流测定比较器、PWM锁存器、高增益E/A误差放大器和适用于驱动功率MOSFET的大电流推挽输出电路等构成。端1为COMP端;端2为反馈端;端3为电流测定端;端4接Rt、Ct确定锯齿波频率;端5接地;端6为推挽输出端,有拉、灌电流的能力;端7为集成块工作电源电压端

  示波器是常用的测量仪器,具有强大的数据采集与分析能力,还可以将采集到的波形导出,放到电脑上做多元化的分析。这个功能与波形记录仪十分相似,那么我们能不能将示波器用出波形记录仪的效果呢? 传统波形记录仪能长时间的采集信号,并将数据保存到设备的硬盘中,采集的时间长度取决于采样率以及硬盘容量,其缺点是不具备实时分析功能,而这正好是示波器的强项,示波器能在长时间采集的同时对波形做多元化的分析。示波器没有配备大容量硬盘,要将示波器用出记录仪的效果,需要把存储深度发挥出极致。 一、记录时长 要长时间记录波形,存储容量是其重要指标,ZDS4000系列示波器最高配备512M存储深度,我们大家都知道: 在采样率为Sa = 20K/s的情况下, 即单

  功能当作波形记录仪进行使用 /

  家里用的电视机或者数字接收机、DVD等不能离开红外遥控器,这些遥控器是我们生活娱乐中必不可少的工具, 遥控器难免因为外界条件而损坏,常见的故障为455晶振容易受外界振动等因素而损坏。 如下图所示是我翻出来的一个比较老旧的遥控器。 当遥控器发生故障时, 就需要拆开遥控器外壳来观察。 在实际使用遥控器中,455晶振是最常见的,当使用的遥控器发现不能正常使用的情况下,就要考虑以下几点。 ①用万用表看看电池是否还有电,电压过低需要换新电池。 ②用贴身携带的手机摄像头(其他摄像头也行)对遥控器的红外发光二极管照射,同时在任意按遥控器上的一个按键,看看摄像屏幕上出没出现白色光源,出现代表正常,不出现就要考虑内部电路问题。 ③红外发射二

  如何测量红外遥控器-晶振测量 /

  控制芯片M51995及其应用SMPSsControlChipM51995andItsApplications

  摘要 : M51995A是 MITSUBISHI公司推出的专门为AC/DC变换而设计的离线式开关电源初级PWM控制芯片。本文详细描述它的工作原理并给出典型应用。     Abstract : M51995A is a off- line SMPSs primary PWM control chip of specific design for AC/ DC Conversion by MITSUBISHI . This paper described in detail its work principle and showed typical applications.

  研讨会 : Tektronix 嵌入式系统调试及混合信号系统验证测试中示波器的使用

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