电源纹波的产生与测量方法

  浏览量2024-03-29 作者: 行业新闻

  电源每路输出负载的纹波值与该路的电流值有很大关系,一般电源在 轻载下纹波是绝不会超标的,所以我们记录电源在满负荷下测试的纹 波。

  Intel在ATX12V 2.31规范中规定12V输出纹波不允许超出120毫伏, 3.3V与5V纹波不允许超出50毫伏,这个量对于大多品牌电源是非常 宽裕的,笔者测试过的绝大多数电源都不会超过这个数值,但几乎所 有山寨电源在满载时纹波都会超标,内部用料设计可想而知。其实, 我们可完全把电源的纹波图案和声音的波谱联系到一起。当声音震 动频率十分高时,往往会出现声音波谱杂乱甚至高低偏离十分明显的 情况。这和电源纹波中的表现情况是相对一样的。

  从左往右选择,从左边开始依次选择交流(AC)耦合;全带宽;探头 设置为10×;更多里面选择微调刻度。 5)按菜单键在屏幕右下角选定《自动触发 》模式。 6)4)最后在示波器的屏幕右下角按《执行添加测量》开始测试

  我们通常在产品中用的电源主要有线性电源和开关电源二大类,输 出的直流电压是一个固定值,由交流电压经整流、滤波、稳压后 得到。由于滤波不干净,直流电压中含有交流成分,这就产生了 纹波。纹波是一种复杂的杂波信号,它是围绕输出直流电压上下 来回波动的周期性信号,但周期和振幅不是定值,随时间而变, 不同电源的纹波波形不一样。产生电源纹波的因素有许多,即使 你用电池供电也会因负载的波动而产生波纹。

  纹波是附着于直流电平之上的包含周期性与随机性成分的杂波信号, 指在额定输出电压、电流的情况下,输出电压中的交流电压的峰值。 狭义上的纹波电压,是指输出直流电压中含有的工频交流成分。纹波 用示波器能够正常的看到,在直流电压上下轻微波动,就像水平面上波动的 水纹一样,所以被称为纹波(见图1)。

  6.1測試纹波时示波器上的设定参数及步骤如下: 1)选取测试通道,1通道或者2通道。 2)电压探头一端连接到选取的通道上,另一端连接到待测电源产品的

  负载输出端。 3)按示波器上的《测量》通道,选取《添加测量》的通道,再用通用

  旋钮选定《峰-峰》 4)如果是选取的1通道来测试,按下1通道的黄色按钮,在屏幕下方

  3.1如何精确地测量纹波。 精确地测量电源纹波,首先,通常使用带宽限制来规定纹波,以防止 拾取并非真正存在的高频噪声。我们该为用于测量的示波器设定正 确的带宽限制。其次,通过取掉探针“帽”,并构成一个拾波器(如 图 2 所示),我们大家可以消除由长接地引线形成的天线。将一小段线缠 绕在探针接地连接点周围,并将该接地连接至电源。这样做可以缩短 暴露于电源附近高电磁辐射的端头长度,从而进一步减少拾波。最后, 在隔离电源中,会产生大量流经探针接地连接点的共模电流。这就在 电源接地连接点和示波器接地连接点之间形成了压降,从而表现为纹 波。要防止这一问题的出现,我们就需要非常注意电源设计的共模滤 波。另外,将示波器引线缠绕在铁氧体磁心周围也有助于最小化这种 电流。这样就形成了一个共模电感器,其在不影响差分电压测量的同 时,还减少了共模电流引起的测量误差。图 2 显示了该完全相同电路 的纹波电压,其使用了改进的测量方法。这样,高频峰值就被线 从以上的纹波测试结果其实不难看懂,上面两张图分别是高频与 低频的截图,两种纹波值相加即为最终结果。请大家单击一张图放大, 会发现图的最下面一行有两个数值,纵向分度值20.0mV,和横向分 度值10.0us。我们只要关注mV这个数值,20.0mV代表Y轴网格每 一格等于20mV,第一张图的波峰与波谷相隔大致一个网格,就意味 着10.0us的高频纹波峰-峰值大约是20mV*1=20mV。此外还需要注意代 表低频的10.0ms,即右图,右图中除去毛刺后的高频纹波峰-峰值大 约是1个网格即20.0mV。高频与低频相加即为该路输出的纹波值,两 者相加为40mV,远远小于Intel规定的120mV,所以测试结果能说非 常优秀。

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