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電源紋波測試,這是我見(jiàn)過(guò)最正確的手法 |
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文章來(lái)源:永阜康科技 更新時(shí)間:2024/5/30 10:37:00 |
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一個(gè)新手工程師可能會(huì )用如下錯誤方式測試輸出紋波,并得到以下結果。

這種測試方式的錯誤之處在于,直接使用了示波器探頭的長(cháng)接地引線(xiàn)。這使得信號端和引線(xiàn)形成了較大的環(huán)路,從而會(huì )引入額外的電感,并在開(kāi)關(guān)轉換過(guò)程中產(chǎn)生嚴重的振鈴。如圖中的大幅度瞬變并不是開(kāi)關(guān)穩壓器的實(shí)際輸出紋波,只是一種測量假象。
相較圖2,圖3是在相同測試方法下開(kāi)啟了示波器的帶寬限制測得的結果,這樣也只能抑制帶寬之外的瞬變,測得的依然并非是實(shí)際的紋波狀態(tài)。
改善測試紋波
為了減小雜散電感,常見(jiàn)的方法是拆除標準示波器探頭的長(cháng)接地引線(xiàn),將其管體連接至接地基準點(diǎn),使整個(gè)探測環(huán)路最小化。我們可以通過(guò)使用ECB 到探頭尖端適配器(圖4)或者線(xiàn)圈來(lái)實(shí)現。一個(gè)常見(jiàn)的直插電阻就能方便地被DIY成一個(gè)線(xiàn)圈(圖5)。

下圖是使用上述方式測得的輸出紋波波形。相較于圖3的波形,高頻的瞬變已得到了明顯的改善。
但這仍然不是真正的開(kāi)關(guān)穩壓器的輸出紋波。這是因為示波器的探測尖端測量的是EVB板的輸出,其到開(kāi)關(guān)穩壓器的輸出之間的走線(xiàn)存在著(zhù)寄生電感。為了測量開(kāi)關(guān)穩壓器真正的輸出紋波,我們建議改為直接在輸出電容上進(jìn)行探測,如圖7所示。
圖7 正確示范操作
正確操作示范
對于只需要關(guān)心輸出紋波峰峰值大小的應用,圖8的結果已經(jīng)足夠了。但是若想要了解更多紋波的細節,那么圖8的波形則尚嫌不足。這是因為我們使用的是常見(jiàn)的X10倍示波器探頭,真實(shí)的信號會(huì )先經(jīng)過(guò)1/10分壓進(jìn)入示波器進(jìn)行采樣。在輸入紋波很小,并且經(jīng)過(guò)1/10分壓后,其與示波器的本底噪聲相近,所以圖8的波形上實(shí)際疊加了很多示波器的本底噪聲。
因此,我們建議使用1倍無(wú)源探頭或使用同軸電纜,如圖9 所示。

采用同軸電纜測得的開(kāi)關(guān)穩壓器的輸出紋波波形如圖11所示,我們除了能更準確地測得輸出紋波的峰峰值之外,還能看到更多細節,諸如因為輸出電容ESL導致的紋波瞬變。這些細節能可以更好地協(xié)助工程師進(jìn)行下一步的設計。
圖10 CH1同軸電纜與CH2 10X探頭的測試對比
圖11 使用同軸電纜測得開(kāi)關(guān)穩壓器的輸出紋波讓我們來(lái)簡(jiǎn)單做一個(gè)小結,開(kāi)關(guān)穩壓器輸出紋波的測量方法過(guò)程可以概括如下:2. 使用ECB到探頭尖端適配器或者線(xiàn)圈的方式進(jìn)行最小環(huán)路接地;4. 推薦使用1倍探頭或同軸電纜進(jìn)行測量。 |
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