開關(guān)電源紋波的產(chǎn)生和測量


原標題:開關(guān)電源紋波的產(chǎn)生和測量
開關(guān)電源紋波的產(chǎn)生主要源于以下幾個方面:
輸入低頻紋波:
主要與輸出電路的濾波電容容量相關(guān)。由于電容的容量不可能無限制地增加,導致輸出低頻紋波的殘留。交流紋波經(jīng)DC/DC變換器衰減后,在開關(guān)電源輸出端表現(xiàn)為低頻噪聲,其大小由DC/DC變換器的變比和控制系統(tǒng)的增益決定。
高頻紋波噪聲:
來源于高頻功率開關(guān)變換電路。在電路中,通過功率器件對輸入直流電壓進行高頻開關(guān)變換后整流濾波再實現(xiàn)穩(wěn)壓輸出,其輸出端含有與開關(guān)工作頻率相同頻率的高頻紋波。高頻紋波噪聲的大小主要和開關(guān)電源的變換頻率、輸出濾波器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)有關(guān)。
寄生參數(shù)引起的共模紋波噪聲:
由于功率器件與散熱器底板和變壓器原、副邊之間存在寄生電容,導線存在寄生電感,因此當矩形波電壓作用于功率器件時,開關(guān)電源的輸出端會產(chǎn)生共模紋波噪聲。
功率器件開關(guān)過程中產(chǎn)生的超高頻諧振噪聲:
主要來源于高頻整流二極管反向恢復時二極管結(jié)電容、功率器件開關(guān)時功率器件結(jié)電容與線路寄生電感的諧振,頻率一般為1-10MHz。
閉環(huán)調(diào)節(jié)控制引起的紋波噪聲:
在開關(guān)直流電源中,調(diào)節(jié)器參數(shù)選擇不適當會引起輸出紋波的增大。例如,調(diào)節(jié)器的開環(huán)放大倍數(shù)過大或過小都可能導致輸出紋波的增加。
開關(guān)電源紋波的測量
開關(guān)電源紋波的測量通常采用頻譜分析法,通過測量輸出電壓的頻譜來確定紋波的大小。以下是具體的測量步驟和注意事項:
測量設(shè)備:
使用示波器觀察輸出電壓的波形,判斷是否存在異常波動。
使用頻譜分析儀測量輸出電壓的頻譜,確定紋波的大小、頻率以及分布。
還可以利用電源測試儀測量開關(guān)電源的輸出電壓、電流等基本參數(shù),以及負載模擬器模擬實際負載,保證測試的準確性。
測量步驟:
檢查測試設(shè)備是否完好,確保測試的準確性。
將開關(guān)電源連接到測試設(shè)備,確保連接正確。
使用示波器或頻譜分析儀對輸出電壓進行波形觀察和頻譜分析,記錄紋波的大小、頻率以及分布。
注意事項:
在測量時,要注意測試環(huán)境的穩(wěn)定,避免溫度、濕度等環(huán)境因素對測試結(jié)果的影響。
定期對測試設(shè)備進行校準,確保測試的準確性。
在使用示波器測量時,需要注意探頭的設(shè)置和連接方式,以減少誤差。例如,可以使用帶有地線環(huán)的示波器探頭,將探針直接接觸正輸出的管腳,線環(huán)直接接觸負輸出的管腳,以盡量縮短環(huán)路長度。
在測量高頻紋波時,需要考慮到示波器的帶寬限制,并設(shè)置合適的帶寬限制功能。
綜上所述,開關(guān)電源紋波的產(chǎn)生和測量是電源設(shè)計和測試中的重要環(huán)節(jié)。通過合理的設(shè)計和測試方法,可以有效地降低紋波對電源性能的影響,提高電源的穩(wěn)定性和可靠性。
責任編輯:David
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