电源纹波分析及测试方法
电源纹波测试方法
电源纹波测试方法一、测试原理电源纹波是指电源输出中存在的交流成分,通常以峰-峰值或以效值表示。
电源输出的纹波主要来自于电源输入端的交流信号的泄露、输入与输出之间的耦合和电源内部的开关噪声。
通过测试电源的纹波水平,可以判断电源产品是否满足电磁兼容性的要求,确保电源输出的稳定性。
二、测试设备1.示波器:用于测量电源输出波形。
2.电压探头:连接示波器和电源输出端,用于测量输出纹波电压。
3.负载:连接电源输出端,用于模拟实际负载情况。
三、测试步骤1.根据电源的额定输出电压和额定负载电流设置负载参数,并连接负载至电源输出端。
2.将电压探头的地端连接至电源输出端的地。
3.将电压探头的信号端连接至示波器的通道,并设置示波器的垂直缩放范围和水平扫描速度。
4.打开电源,并等待电源输出稳定。
5.调整示波器的触发方式和触发电平,确保波形稳定。
6.通过示波器观察和记录电源输出的纹波波形。
四、测试结果分析1.观察波形图,判断纹波水平是否超出规定范围。
一般而言,工业级电源的输出纹波应控制在百毫伏至几百毫伏之间。
2.测量并计算纹波电压的峰-峰值或效值。
对于线性电源,其纹波电压一般以峰-峰值表示;对于开关电源,其纹波电压一般以效值表示。
3.将测试结果与国家或行业标准进行比较,判断电源是否符合要求。
五、测试注意事项1.在进行纹波测试之前,要确保电源已经达到稳定工作状态。
2.测试时要选用适当的负载,以模拟实际工作状态。
3.示波器的设置要合理,以确保测试结果的准确性。
4.在测试过程中,要注意电源输出的保护功能,避免电源受到过大的负载损害。
5.在测试结果分析时,要注意与标准规定进行对比,以确保电源的质量和稳定性。
总结:电源纹波测试是电源产品开发中不可忽视的一环,通过测试可以判断电源的输出稳定性和满足电磁兼容性的要求。
通过适当的测试步骤和设备,以及合理的测试结果分析,可以确保电源产品的质量和可靠性。
电源纹波测试的正确方法
电源纹波测试的正确方法电源纹波是一种通用的电子测试方法,用于检测电子系统中的电源质量。
电源纹波测试可以发现许多电源问题,包括高频抖动、低频抖动、交流谐波和滞后。
这些噪音可能会影响电子系统的性能,因此,对电源纹波的测量非常重要。
电源纹波测试的正确方法包括以下几个步骤:第一步:连接测量仪和被测装置。
首先,应确保测量仪和被测装置之间有良好的接触。
这样可以确保测量仪能够准确地测量被测装置的电源纹波信号。
第二步:设置测量参数。
其次,根据要测量的电源类型,应正确设置测量仪的测量参数。
这样可以确保测量仪能够正确地测量电源纹波信号,从而获得正确的测量结果。
第三步:开始测量。
最后,应准备好该测量仪,开始测量电源纹波信号。
该测量仪将自动进行测量,并记录测量结果。
电源纹波测试是一项重要的电子测试任务,其成功与否将直接影响到电子系统的性能和可靠性。
因此,在进行电源纹波测试时,应特别注意以上三个步骤,以确保测量结果的准确性。
此外,电源纹波测试还可以和其他测试方法相结合,以进一步评估其影响。
例如,在实际应用中,可以将电源纹波测试和软件功能测试或硬件功能测试等相结合,以识别和分析电源纹波所引起的问题。
电源纹波测试是一个非常重要的诊断测试工具,可以给电子系统的设计和制造带来许多好处,其中包括:可以预防性地检测电源不良质量,从而避免由此导致的故障和停机;可以及早发现隐藏在电源纹波中的问题;还可以及时追踪电源纹波变化,以检测需要调整的范围和内容。
总之,正确的电源纹波测试是电子系统的设计和制造过程中的重要步骤,因此,应特别注意以上三个步骤,确保测量结果的准确性。
开关电源纹波测试标准
开关电源纹波测试标准一、引言。
开关电源是现代电子设备中常用的一种电源类型,其输出电压的稳定性和纹波水平对设备的正常运行和电磁兼容性具有重要影响。
因此,对开关电源的纹波进行准确、可靠的测试是非常必要的。
本文将介绍开关电源纹波测试的标准方法及相关注意事项。
二、测试仪器。
1. 示波器,用于观测开关电源输出的电压波形,通常需要具备较高的带宽和采样率,以确保准确捕捉纹波信号。
2. 电压源,用于提供稳定的电源给开关电源,确保测试的准确性和可靠性。
3. 负载,用于模拟实际工作状态下的电流负载,通常需要具备一定的调节范围和稳定性。
三、测试方法。
1. 准备工作。
在进行纹波测试之前,需要先对测试仪器进行校准,确保其准确度和稳定性。
同时,需要将开关电源连接至电压源和负载,并调节至工作状态。
2. 测试步骤。
a. 设置示波器参数,将示波器的触发方式设置为外部触发,触发电平设置为开关电源的输出电压,以确保波形的稳定和准确。
b. 观测波形,将示波器的通道1连接至开关电源的输出端,观测电压波形,并记录纹波水平。
c. 测量纹波水平,通过示波器测量功能,得到纹波的峰峰值或有效值,并记录下来。
四、测试标准。
1. 纹波水平,根据开关电源的不同应用场景和标准要求,纹波水平通常需要满足一定的限制要求,如IEC 61000-3-2对家用电器的纹波要求等。
2. 测试环境,在进行纹波测试时,需要确保测试环境的稳定性和准确性,尽量减小外部干扰对测试结果的影响。
3. 测试频率,纹波测试通常需要在一定的频率范围内进行,以确保开关电源在不同工作条件下的纹波性能。
五、注意事项。
1. 测试人员需要具备一定的电子电路知识和测试经验,以确保测试的准确性和可靠性。
2. 在进行纹波测试时,需要注意安全问题,避免电压和电流对人身的伤害。
3. 测试过程中需要注意观察示波器的波形稳定性和准确度,确保测试结果的可靠性。
六、总结。
开关电源纹波测试是确保电子设备正常运行和电磁兼容性的重要手段,通过准确的测试方法和标准要求,可以有效评估开关电源的纹波性能,为产品的设计和生产提供参考依据。
电源纹波示波器测试方法
电源纹波示波器测试方法一、引言电源纹波是指电源输出中存在的交流成分,其存在会对系统的正常运行产生影响。
为了准确测试电源纹波,使用电源纹波示波器是常见的方法之一。
本文将介绍电源纹波示波器的测试方法。
二、电源纹波示波器概述电源纹波示波器是一种特殊的示波器,可以用来测试电源输出的纹波情况。
其原理是通过将电源输出连接到示波器的输入端,然后通过示波器显示电源输出的波形,从而判断纹波的幅度和频率。
三、测试前准备在进行电源纹波示波器测试之前,需要做以下准备工作:1.确保电源纹波示波器的输入和输出端口与待测试的电源连接正确。
2.验证电源纹波示波器的工作状态,确保其正常运行。
3.准备好一根合适的电缆,将电源与示波器连接。
四、测试步骤下面是电源纹波示波器测试的具体步骤:4.1设置示波器1.打开电源纹波示波器,确保其处于正常工作状态。
2.设置示波器的纵轴和横轴刻度,以适应测试的电源输出范围和时间尺度。
4.2连接电源1.使用合适的电缆将电源的正负极分别与示波器的输入端口连接。
2.确保连接牢固,避免接触不良或断开。
4.3开始测试1.打开待测试的电源,使其处于运行状态。
2.在示波器上观察电源输出的波形情况,记录下纹波的幅度和频率。
4.4分析结果1.根据示波器显示的波形,判断电源输出的纹波情况。
2.如果纹波幅度过大或频率异常,需要进一步分析问题原因,并采取相应的措施进行修复。
五、注意事项在进行电源纹波示波器测试时,需要注意以下几点:1.确保测试环境的安全性,避免触电或其他安全事故。
2.在连接电源和示波器时,确保接触良好,避免测量误差。
3.在进行纹波幅度测量时,要注意仪器的灵敏度范围,避免超出其测量范围造成误差。
六、总结电源纹波示波器测试方法是一种常见的测试手段,通过使用示波器可以准确评估电源输出的纹波情况。
在测试过程中,需要注意准备工作和测试步骤,并严格遵守注意事项,确保测试结果的准确性。
以上就是电源纹波示波器测试方法的介绍,希望对您有所帮助!。
久乐纹波测试标准
久乐纹波测试标准详解
一、引言
久乐纹波测试是一种广泛应用于电子设备和电力系统中的检测方法,主要用于评估电源系统的稳定性。
它的重要性在于能够帮助我们了解和改善电源质量,提高设备的稳定性和可靠性。
二、久乐纹波测试标准
1. 电压纹波:这是最常用的纹波测试指标,通常以有效值或峰-峰值来表示。
在一般情况下,电源的电压纹波应该低于电源电压的1%,这样才能保证电源的稳定性。
2. 电流纹波:与电压纹波类似,电流纹波也是衡量电源稳定性的重要指标。
一般来说,电流纹波应小于负载电流的5%。
3. 频率特性:纹波频率是另一个重要的参数,它可以帮助我们了解电源的动态性能。
理想的电源应该是低频纹波小,高频纹波大。
4. 瞬态响应:瞬态响应是指电源在负载变化时,其输出电压的变化情况。
一个好的电源应该有良好的瞬态响应能力,即在负载变化时,其输出电压能快速恢复到正常水平。
三、久乐纹波测试步骤
1. 连接设备:将待测电源连接到纹波测试仪上。
2. 设定参数:根据测试需求,设定纹波测试仪的参数,如电压范围、电流范围、频率范围等。
3. 开始测试:启动纹波测试仪,进行纹波测试。
4. 数据分析:收集并分析测试数据,得出结论。
四、总结
久乐纹波测试是一项重要的电源性能测试,它对于保障设备的稳定运行具有重要意义。
理解并掌握久乐纹波测试的标准和步骤,可以帮助我们更好地进行电源设计和优化,提升设备的整体性能。
开关电源纹波测试方法
开关电源纹波测试方法
开关电源的纹波测试方法如下:
1. 准备测试设备:需要一台示波器和一个负载电阻。
2. 连接测试设备:将示波器的探头连接到开关电源的输出端,将负载电阻连接到开关电源的输出端和地线之间。
3. 调整示波器:选择合适的示波器探头放大倍数和时间基准,确保能够观察到电源输出的纹波。
4. 设置电源负载:根据开关电源的额定输出电流和电压,选择一个适当的负载电阻值。
确保负载电阻不会超过开关电源的额定功率。
5. 测量纹波:打开开关电源,观察示波器上的波形。
通常,纹波的峰-峰值(Peak-to-Peak)或峰值(Peak)被用来描述纹波的大小。
6. 记录结果:将纹波的数值记录下来,并与开关电源的规格进行比较,以确定其纹波是否在规定范围内。
7. 分析结果:如果纹波超过规定范围,可能需要考虑采取一些措施来降低纹波,例如添加滤波电路或改变开关频率等。
需要注意的是,开关电源的纹波测试方法可能会因具体的产品和测试要求而有所不同,因此在进行测试时应根据具体情况进行调整。
电源纹波分析及测试方法
一、什么叫纹波纹波ripple的定义是指在直流电压或电流中,叠加在直流稳定量上的交流分量;它主要有以下害处:1.1.容易在用电器上产生谐波,而谐波会产生更多的危害;1.2.降低了电源的效率;1.3.较强的纹波会造成浪涌电压或电流的产生,导致烧毁用电器;1.4.会干扰数字电路的逻辑关系,影响其正常工作;1.5.会带来噪音干扰,使图像设备、音响设备不能正常工作二、纹波、纹波系数的表示方法可以用有效值或峰值来表示,或者用绝对量、相对量来表示;单位通常为:mV例如:一个电源工作在稳压状态,其输出为12V5A,测得纹波的有效值为10mV, 这10mV就是纹波的绝对量,而相对量,即纹波系数=纹波电压/输出电压=10mv/12V=0.12%;三、纹波的测试方法3.1.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进行测试;如果示波器探头不是直接接触输出点,应该用双绞线,或者50Ω同轴电缆方式测量;四、开关电源纹波的主要分类开关电源输出纹波主要来源于五个方面:4.1.输入低频纹波;4.2.高频纹波;4.3.寄生参数引起的共模纹波噪声;4.4.功率器件开关过程中产生的超高频谐振噪声;4.5.闭环调节控制引起的纹波噪声;电源纹波测试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,则一般是通过使用电压探头,测量采样电阻两端的电压波形;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;所用的仪器是:配有电压测量探头的TDS1012B示波器;测量之前需要进行如下设置;1.通道设置: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;宽带限制:关探头:首先选用电压探头的方式;然后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;2.触发设置:类型:边沿信源:实际所选择的通道,如,准备用CH1通道进行测试,则此处就应该选择为CH1;斜率:上升;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;这个时候,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,则触发电平可以设置的稍微小一些;耦合:直流或交流…,一般用交流耦合;3.采样长度秒/格: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,同样无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,仔细观察,直到所显示波形是真实的完整的波形;4.采样方式:可根据实际需要设定;如,要求测量纹波的P-P值,则最好选择峰值测量法;采样次数也可根据实际需要设定,这与采样频率及采样长度有关;5.测量: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;同时也可以选择对应通道的频率、最大值、均方根值等;通过对示波器进行合理设置和规范的操作,一定可以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可以得到更加真实纹波信号;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,就可以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有所不同;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;。
开关电源纹波测试方法
开关电源纹波测试方法开关电源是现代电子设备中广泛应用的一种电源类型,其具有高效、稳定、可靠等优点,但同时也存在着一些缺陷,如输出纹波较大。
因此,在开关电源设计和测试过程中,纹波测试是一个非常重要的环节,本文将介绍开关电源纹波测试的方法和注意事项。
一、什么是开关电源纹波?开关电源输出的电压不是稳定的直流电压,而是存在一定的交流成分,这种交流成分就是纹波。
纹波的大小和频率是衡量开关电源输出质量的重要指标,因为大的纹波会影响到电子设备的正常工作。
1. 示波器法示波器法是最常用的开关电源纹波测试方法之一,其原理是将开关电源输出的电压信号连接到示波器上,通过示波器的显示来观测纹波信号。
示波器法可以直观地显示出纹波信号的大小和频率,但需要注意的是,示波器的带宽和灵敏度要符合测试要求。
2. 多用表法多用表法是一种简单易行的开关电源纹波测试方法,其原理是将多用表连接到开关电源输出端,通过测量多用表的交流电压来判断纹波信号的大小。
多用表法的测试结果可能不够精确,但可以用于初步判断开关电源的输出质量。
3. 频谱分析法频谱分析法是一种较为精确的开关电源纹波测试方法,其原理是将开关电源输出的电压信号进行频谱分析,得到纹波信号的频谱特征。
频谱分析法可以有效地识别出纹波信号的谐波分量,对于开关电源输出信号的深入分析有很大的帮助。
三、开关电源纹波测试注意事项1. 测试环境应该干净、稳定,避免干扰信号的出现。
2. 测试仪器的选用要符合测试要求,例如示波器的带宽和灵敏度等。
3. 测试时需要注意开关电源的负载情况,不同的负载情况下,纹波信号的大小和频率也会有所变化。
4. 测试结果的判断需要参考开关电源的设计要求和应用场景,避免出现误判。
5. 长时间的纹波测试可能会对开关电源产生一定的负担,需要注意测试时间的安排。
四、总结开关电源纹波测试是开关电源设计和调试的重要环节,通过正确的测试方法和注意事项,可以有效地评估开关电源的输出质量,提高电子设备的稳定性和可靠性。
六个简单步骤助你正确测量电源纹波!
六个简单步骤助你正确测量电源纹波!
纹波测试在电源质量检测中十分重要。
由于直流稳压电源一般是由交流电源经整流、滤波、稳压等环节而形成的,这就不可避免地在直流电压中多少带有一些交流分量,这种叠加在直流稳电压上的交流分量称之为纹波。
本文我们将学习如何正确进行电源纹波的测试。
一、不正确的纹波测试
在ZDS2024 Plus示波器中接入一个3.3V的电源信号,探头档位使用X10档,进行电源纹波的测量,点击【Auto Setup】之后,经过调解水平时基,垂直档位和垂直偏移,可以得到如下图1所示。
图1 不正确的纹波测量方式
从图中可以看出,所测的波形夹杂着许多的噪声和杂波,直流、交流波形混在一起,没办法清晰的观察纹波,导致无法准确的测量纹波的值。
很多工程师测量纹波出现这种情况是因为没有掌握正确的纹波测量方法。
二、正确的电源纹波测试方法
1、首先探头要选择合适的档位,如果电压比较大,或者对带宽要求比较高的情况下可使用X10档,普通情况下建议使用X1档,避免不必要的噪声衰减影响纹波的测量。
图2 探头档位选择
2、纹波属于是交流成分,所以“通道耦合”方式可使用“交流”方式,限制直流信号的输入,如图3所示。
3、可适当的使用“带宽限制”功能,可选择“20MHz”带宽限制,将不必要的。
电源纹波测试的正确方法
电源纹波测试的正确方法
电源纹波测试是评估电源性能一种常用的技术方法,下面是其正确操作方法:
一、检查工作环境
1. 检查设备和未连接负载的输出感应;
2. 检查安全保护装置,确保绝缘检查的可行性;
3. 检查注意elder人士的安全防护设施;
4. 确保工作区域温湿度和周边环境合理。
二、确认测试模式
1. 确定使用的测试仪的类型及参数;
2. 调整和校正测量系统的误差;
3. 设定测量范围和限制;
4. 确认采样频率和测试时间;
5. 确定测试电压;
6. 确定输入负载与输出负载参数。
三、连接测量装置
1. 依据测试参数连接测量装置;
2. 按图纸把测量装置连接到电源上;
3. 启动测试系统,调整总线电压和校准仪表;
4. 确认有the right connection,防止误操作;
5. 执行功率测量,选择正确的频率范围和调节负载;
6. 检查仪表和线路的稳定性,调整仪表的位置,确保测量数据的准确性。
四、实施测量
1. 监控电源输出负载,在正常负载情况下开始测量;
2. 调整频率和持续时间,测量不同频率下的纹波;
3. 不断改变负载电压,对一定频率下的纹波进行测量;
4. 控制负载,继续测量电源的纹波;
5. 测量完成后,整理测量结果。
6. 最后存储测量数据,并及时记录。
五、测量的结果分析
1. 整理测试数据;
2. 对测量结果进行评估;
3. 对测量与规范比较,分析对应的设备是否符合规范;
4. 对测量结果进行汇总;
5. 对测量结果进行总结,优化设备性能。
电源纹波的测试方法
电源纹波的测试方法电源纹波是指直流电源输出的电压或电流中存在的交流成分。
在许多应用中,电源纹波是一个重要的参数,它直接影响着电子设备的性能和稳定性。
因此,准确测试电源纹波是非常必要的。
测试电源纹波的方法有很多种,下面将介绍几种常用的测试方法。
一、使用示波器测试方法示波器是一种常用的测试仪器,可以直接测量电压或电流信号的波形。
在测试电源纹波时,可以将示波器的探头连接到电源输出端,然后调整示波器的时间和电压/电流尺度,观察波形图。
通常,电源纹波的测试频率是100Hz。
通过观察波形图,可以直观地了解电源纹波的情况。
二、使用频谱分析仪测试方法频谱分析仪是一种专门用于分析信号频谱的仪器。
它可以将信号分解成不同频率的分量,并以频谱图的形式显示出来。
在测试电源纹波时,可以将频谱分析仪的输入端与电源输出端连接,然后选择适当的频率范围进行测试。
通过观察频谱图,可以清楚地看到各个频率分量的幅值,从而得到电源纹波的信息。
三、使用电子负载测试方法电子负载是一种可以调节电流和电压负载的设备。
在测试电源纹波时,可以将电子负载连接到电源输出端,然后设置负载电流和电压值。
通过改变负载的大小和稳定性,可以间接地判断电源纹波的情况。
一般来说,电源纹波越小,电子负载的稳定性越好。
四、使用峰值表测试方法峰值表是一种用来测量电压或电流峰值的仪器。
在测试电源纹波时,可以将峰值表的探头连接到电源输出端,然后读取峰值表上显示的数值。
通过对比电源输出的峰值和纹波峰值的差异,可以得出电源纹波的大小。
以上是几种常用的电源纹波测试方法,每种方法都有其优缺点。
在实际测试中,可以根据需要选择合适的方法。
无论采用哪种方法,都应注意测试环境的稳定性和准确性,以确保测试结果的可靠性。
同时,还应注意测试仪器的选择和校准,以免对测试结果产生误差。
总结起来,测试电源纹波是非常重要的,它直接关系到电子设备的性能和稳定性。
通过选择合适的测试方法,可以准确地了解电源纹波的情况,为电子设备的设计和应用提供参考。
电源纹波测试方法
电源纹波测试方法
电源纹波测试是电气产品的重要质量指标,是一种旨在测量电源的性能的测试方法。
下面介绍电源纹波测试的一些方法:
1. 设备构成:主要有电源模块、滤波模块、放大器模块、记录仪模块以及功能控制线路。
2. 输出电流测试方法:将负载连接到电源模块中,如无泊连线,则将无负载测试电压信号放大输出,以检测电源输出电流是否均匀。
3. 电源信号谐波测试方法:通过放大器模块,将电源模块输出的纹波变化信号通过增益放大器放大,并采样记录分析,从而得出电源信号谐波测试结果。
4. 断线谐波电压测试:在断开一路电源的情况下,放大器模块依次放大电源的正弦波电压、限幅正弦波、脉冲谐波电压和脉冲断线波等,进行谐波测试。
5. 电源模块参数测试方法:通过控制线路将记录仪模块的输出控制到电源模块,使电源模块以不同参数工作,并采集记录各项参数的变化情况,得出电源模块参数测试结果。
6. 电源多路变换测试方法:通过控制线路在多路变换情况下,分别采集电源模块多路输出的电压、电流和温度等参数的变化情况,得出的多路变换测试结果。
7. 电源功率变换测试方法:通过控制线路在改变功率环境下,采集电源模块输出电压、电流、温度及其他参数的变化情况,得出的功率变换测试结果。
总之,电源纹波测试是一种重要的测试方法,也是评价电源性能的重要指标,可以通过使用上述测试方法,测量电源的多种参数,从而对电源的性能进行深入分析,得出精确的测试结果。
DCDC电源测试以及纹波测试方法
DCDC电源测试以及纹波测试方法一、测试项目1)输入电压范围。
在轻载和后级电路满负荷的情况下,输入电压无骤降或拉低,计入波动之后,不低于最低输入电压。
2)输出电压稳定性。
测试无负载情况下输出电压值及波动;测试满足后级电路最大负载情况下的输出电压波形及其波动,并单独测试其纹波;测试在负载越变情况下的输出电压波形以及波动,并测试其纹波。
要求计入纹波和其他干扰后输出电压无骤降,同时满足所带负载(芯片)的电压输入范围,并留有20%余量。
3)反馈波形测量。
测试无负载和满载情况下SW波形的实际波形,是否满足Datasheet所给出的波形参照。
4)输入输出(电流)。
能满足后级电路的最大消耗,保证后级消耗最大只占到可输出电流的70%-90%。
5)(电源)极端条件下的工作情况。
在产品规定的温度范围上限和下限,要求输出电压和电流仍能满足工作要求。
在产品规定高温情况下,或电源芯片的工作上限温度下,能正常工作,不过热。
二、测试方法2.1、测试条件1)使用(示波器)时首先对示波器自身进行校准,使用所带的方波发生器测量出无损的方波波形。
2)限制示波器带宽为20MHz(大多中低端示波器档位限制在20MHz,高端产品还有200MHz 带宽限制的选择),目的是避免(数字电路)的高频噪声影响纹波测量,尽量保证测量的准确性。
3)设置(耦合)方式为交流耦合,方便测量(以更小档位来仔细观测纹波,不关心直流电平)。
4)电压幅值设为mV级别,时间设为mS级别,打开频率、峰值等需要查看的数据。
5)保证探头接地尽量短(测量纹波动辄上百mV 的主要原因就是接地线太长),尽量使用探头自带的原装测试短针。
如果没有测试短针,使用弹簧测试针进行测试。
6)示波器地悬空,只通过探头地与测试(信号)的参考点共地,不要通过其他方式与测试设备共地,这样会给纹波测量引入很大的地噪声。
7)电源的输出端存在差模和共模两种噪声,同时纹波噪声容易受到环境中随机噪声及电源辐射噪声的影响. 探头地线的寄生电感与示波器输入(电容)形成LC 谐振电路,将高频噪音放大,探头地线会感应电源模块的辐射噪音,所以必须把探头地线移掉。
电源纹波测试总结
纹波的定义:由于直流稳定电源一般是由交流电源经整流稳压等环节而形成的;这就不可避免地在直流稳定量中多少带有一些交流成份;这种叠加在直流稳定量上的交流分量就称之为纹波..纹波的成分较为复杂;它的形态一般为频率高于工频的类似正弦波的谐波;另一种则是宽度很窄的脉冲波..对于不同的场合;对纹波的要求各不一样..对于电容器老练来说;无论是那一种纹波;只要不是太大;一般对电容器老练质量不会构成影响..而对程控机电源或音响设备中所使用的电源;由于宽度很窄的脉冲没有足够的能量来推动喇叭的纸盆或话机的听筒而形成杂音..因此对于这种窄脉冲的要求可以放宽..而对于音频范围内的类似正弦波的纹波信号;虽然其幅度不是太高;但其能量却使喇叭或听筒发生嗡嗡的杂音..因此对这种形态的纹波应有一定的要求;而对于用于一些控制的场合;由于窄脉冲达到一定的高度会干扰数字或逻辑控制部件;使设备运行的可靠性降低;因此对这种窄脉冲的幅度应有一定的限制;而对类似正弦波的纹波;一般由于其幅度较低;对控制部件的干扰不大..纹波的表示方法可以用有效值或峰值来表示;可以用绝对量;也可以用相对对量来表示..例如一个电源工作在稳压状态;其输出为100V5A;测得纹波的有效值为10mV;这10mV 就是纹波的绝对量;而相对量即纹波系数=纹波电压/输出压=10mv/100V=0.01%;即等于万分之一..事实上;纹波就是一个直流电压中的交流成分..直流电压本来应该是一个固定的值;但是很多时候它是通过交流电压整流、滤波后得来的;由于滤波不干净;就会有剩余的交流成分;即便如此;就是用电池供电也因负载的波动而产生波纹..事实上;即便是最好的基准电压源器件;其输出电压也是有波纹的..要体验;可以用示波器来看;就会看到电压上下轻微波动;就像水纹一样;所以叫做纹波..一般使用交流毫伏表来测量纹波电压;因为交流毫伏表只对交流电压响应;并且灵敏度比较高;可测量很小的交流电压;而纹波往往是比较小的交流电压..如果没有交流毫伏表;也可使用示波器来测量..将示波器的输入设置为交流耦合;调整Y轴增益;使波形大小合适;读出电压值;可估算出纹波电压的大小..纹波电压会影响系统的工作;带来噪声..所以电源要有足够的滤波措施;以将纹波限制在一定的幅度以内..纹波ripple与谐波的比较:简单地说;就是一定频率的电压或电流作用于非线性负载时;会产生不同于原频率的其它频率的正弦电压或电流的现象..纹波是指在直流电压或电流中;叠加在直流稳定量上的交流分量..它们虽然在概念上不是一回事;但它们之间有联系..如电源上附加的纹波在用电器上很容易产生各频率的谐波;电源中各频率谐波的存在无疑导致电源中纹波成分的增加..除了在电路中我们所需要产生谐波的情况以外;它主要有以下主要危害:1、使电网中发生谐振而造成过电流或过电压而引发事故;2、增加附加损耗;降低发电、输电及用电设备的效率和设备利用率;3、使电气设备如旋转电机、电容器、变压器等运行不正常;加速绝缘老化;从而缩短它们的使用寿命;4、使继电保护、自动装置、计算机系统及许多用电设备运转不正常或不能正常动作或操作;5、使测量和计量仪器、仪表不能正确指示或计量;6、干扰通信系统;降低信号的传输质量;破坏信号的正常传递;甚至损坏通信设备..纹波的害处:1、容易在用电器上产生谐波;而谐波会产生较多的危害;2、降低了电源的效率;3、较强的纹波会造成浪涌电压或电流的产生;导致烧毁用电器;4、会干扰数字电路的逻辑关系;影响其正常工作;5、会带来噪音干扰;使图像设备、音响设备不能正常工作..总之;它们在我们不需要的地方出现都是有害的;需要我们避免的..对于如何抑制和去除谐波和纹波的方式方法有很多;但想完全消除;似乎是很难办到的;我们只有将其控制在一个允许的范围之内;不对环境和设备产生影响就算达到了我们的目的..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..1、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..2、对于恒流源的测试;则一般是通过使用电压探头;测量采样电阻两端的电压波形..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..电源纹波噪声测试方法我们今天的电子电路比如手机、服务器等领域的切换速度、信号摆率比以前更高;同时芯片的封装和信号摆幅却越来越小;对噪声更加敏感..因此;今天的电路设计者们比以前会更关心电源噪声的影响..实时示波器是用来进行电源噪声测量的一种常用工具;但是如果使用方法不对可能会带来完全错误的测量结果;笔者在和用户交流过程中发现很多用户的测试方法不尽正确;所以把电源纹波噪声测试中需要注意的一些问题做一下总结;供大家参考..由于电源噪声带宽很宽;所以很多人会选择示波器做电源噪声测量..但是不能忽略的是;实时宽带数字示波器以及其探头都有其固有的噪声..如果要测量的噪声与示波器和探头的噪声在相同数量级;那么要进行精确测量将是非常困难的一件事情..4、示波器地悬空;只通过探头地与单板共地;不要通过其他方式与单板/仪器/PC等共地这样会给纹波测量引入很大的地噪声..如:通过示波器三线插头的地插针在插线板上与其他仪器共地;或者通过接地线连接示波器地与其他仪器的地..其中第3条是关键中的关键..接地线过长;其电感效应将给测量系统引入额外的噪声;下图为证:上图探头接地线的电感效应2对仪器的要求和示波器参数要求:支持带宽限制功能;Tek20MHz;Agilent25或30MHz..探头参数要求:带宽100M即可..考虑到尽量少引入EMC噪声以及测试方便..为了使接地线尽量短;尽量使用探头的原装测试短针;若无原装测试短针;则须自制短接地线:去除探头接地线套;用金属丝自行绕制接地短线;推荐五类线中铜丝;强度适中还是有些偏软;有更好的请推荐..其他候选有焊锡丝、刻刀..3真正的纹波应该是什么样子以下各图可以让大家对纹波的相貌大概有个感性认识..被测DC-DC模块最大功耗100W;实际工作60W;输出5.5V与3.3V两路..共3个型号..LQD25A48-5V0-3V33.3V输出纹波LQD25A48-5V0-3V35.5V输出纹波Q48DR3R350NRA3.3V输出纹波Q48DR3R350NRA5.5V输出纹波DQ65033QGL103.3V输出纹波DQ65033QGL105.5V输出纹波纹波和噪声的关系及区别纹波就是一个直流电压中的交流成分.直流电压本来应该是一个固定的值;但是很多时候它是通过交流电压整流、滤波后得来的;由于滤波不干净;就会有剩余的交流成分;即便如此;就是用电池供电也因负载的波动而产生波纹.事实上;即便是最好的基准电压源器件;其输出电压也是有波纹的.纹波应是AC和开关频率的整倍数;用傅里叶级数展开应该是mf越高;Am越小.杂噪应该是不规则的离散波;是由非线性器件对I、V互相反复调制;在负载、输入的AC变化、温度变化都使杂噪变化;其频带可能有数十MHz到1GHz;主要使以辐射的形式存在.杂噪是一种常用的通俗说法.其共性就是具有随机性的.但必须注意;噪声的分布一般呈现高斯分布;即白噪声;而杂波则不是.输出纹波和输出电流和输出电压都有关系;主要是与电流的关系.通常输出纹波近似等于输出电流乘上输出滤波电容的ESR值下文有ESR的讲解.所以并不是滤波电容的容量越大输出纹波越小;而应该是滤波电容的ESR值越小输出纹波越小.纹波是出现在输出端子间的一种与输入频率和开关频率同步的成分;用峰-峰peaktopeak值表示;一般在输出电压的0.5%以下;噪声是出现在输出端子间的纹波以外的一种高频成分;也用峰-峰peaktopeak值表示;一般在输出电压的1%左右.纹波噪声是二者的合成;用峰-峰peaktopeak值表示;一般在输出电压的2%以下.电容的ESR是什么意思导读ESR;是EquivalentSeriesResistance三个单词的缩写;翻译过来就是“等效串连电阻”.. 理论上;一个完美的电容;自身不会产生任何能量损失;但是实际关键词:;是EquivalentSeriesResistance三个单词的缩写;翻译过来就是“等效串连电阻”..理论上;一个完美的电容;自身不会产生任何能量损失;但是实际上;因为制造电容的材料有电阻;电容的绝缘介质有损耗;各种原因导致电容变得不“完美”..这个损耗在外部;表现为就像一个电阻跟电容串连在一起;所以就起了个名字叫做“等效串连电阻”..ESR的出现导致电容的行为背离了原始的定义..比如;我们认为电容上面电压不能突变;当突然对电容施加一个电流;电容因为自身充电;电压会从0开始上升..但是有了ESR;电阻自身会产生一个压降;这就导致了电容器两端的电压会产生突变..无疑的;这会降低电容的滤波效果;所以很多高质量的电源啦一类的;都使用低ESR的电容器..同样的;在振荡电路等场合;ESR也会引起电路在功能上发生变化;引起电路失效甚至损坏等严重后果..所以在多数场合;低ESR的电容;往往比高ESR的有更好的表现..不过事情也有例外;有些时候;这个ESR也被用来做一些有用的事情..比如在稳压电路中;有一定ESR的电容;在负载发生瞬变的时候;会立即产生波动而引发反馈电路动作;这个快速的响应;以牺牲一定的瞬态性能为代价;获取了后续的快速调整能力;尤其是功率管的响应速度比较慢;并且电容器的体积/容量受到严格限制的时候..这种情况见于一些使用mos管做调整管的三端稳压或者相似的电路中..这时候;太低的ESR反而会降低整体性能..ESR是等效“串连”电阻;意味着;将两个电容串连;会增大这个数值;而并联则会减少之..实际上;需要更低ESR的场合更多;而低ESR的大容量电容价格相对昂贵;所以很多开关电源采取的并联的策略;用多个ESR相对高的铝电解并联;形成一个低ESR的大容量电容..牺牲一定的PCB空间;换来器件成本的减少;很多时候都是划算的..和ESR类似的另外一个概念是ESL;也就是等效串联电感..早期的卷制电感经常有很高的ESL;而且容量越大的电容;ESL一般也越大..ESL经常会成为ESR的一部分;并且ESL也会引发一些电路故障;比如串连谐振等..但是相对容量来说;ESL的比例太小;出现问题的几率很小;再加上电容制作工艺的进步;现在已经逐渐忽略ESL;而把ESR作为除容量之外的主要参考因素了..顺便;电容也存在一个和电感类似的品质系数Q;这个系数反比于ESR;并且和频率相关;也比较少使用..由ESR引发的电路故障通常很难检测;而且ESR的影响也很容易在设计过程中被忽视..简单的做法是;在仿真的时候;如果无法选择电容的具体参数;可以尝试在电容上人为串连一个小电阻来模拟ESR的影响;通常的;钽电容的ESR通常都在100毫欧以下;而铝电解电容则高于这个数值;有些种类电容的ESR甚至会高达数欧姆..。
TSP高温电源模块纹波测试方法
TSP系列模块电源纹波测试方法1、纹波定义纹波(ripple)的定义是指在直流电压或电流中,叠加在直流稳定量上的交流分量。
2、纹波的危害2.1容易在用电器上产生谐波,而谐波会产生更多的危害。
2.2降低了电源的效率。
2.3较强的纹波会造成浪涌电压或电流的产生,导致烧毁用电器。
2.4会干扰数字电路的逻辑关系,影响其正常工作。
2.5会带来噪音干扰,使图像设备、音响设备不能正常工作。
3、纹波、纹波系数的表示方式3.1纹波:用有效值或峰值来表示,单位通常为mV。
3.2 纹波系数:输出的直流电压中,脉动峰值与谷值之差的一半,与直流输出电压平均值之比。
4、纹波及噪音成分4.1 输入低频纹波:输入电压含有的低频波动,经稳压环调整后,在输出端体现的交流同步波动成分。
4.2 高频纹波:和开关频率相同,主要由开关脉冲及输出滤波而形成的高频脉动成分。
4.3 共模纹波噪音:由变压器及漏感、分布电容等构成的高频干扰噪声。
4.4 功率器件开关噪声:由功率器件开关过程中产生的超高频谐振噪声。
4.5 闭环调节控制引起的纹波噪音:由器件自身固有噪声,环路增益等方面形成的噪音5、纹波的测量方法以20M示波器带宽为限制标准(建议采用20M带宽模拟示波器测试),通道设置为交流耦合,电压设为Pk-Pk(也有测有效值的),去除示波器探头上的夹子地线(夹子与地线会形成环路,像一个天线接收杂讯,使测量信号中引入一些不必要的干扰,影响测量结果),使用接地环(不使用接地环需考虑其产生的误差),在探头上并联一个47μF电解电容与一个0.1μF瓷片电容,用示波器的探针直接进行测试;如果示波器探头不是直接接触输出点,应该用双绞线,或者50Ω同轴电缆方式测量。
5.1示波器探头加入屏蔽环直流输出纹波的测量,需要对示波器探头做修改,以减少杂散信号的干扰。
如下图1为20M带宽示波器探头,去掉钩子和夹子地线后的状态。
图1 20M带宽示波器探头如下图2为20M带宽示波器探头接入屏蔽环后的状态图2 20M带宽示波器探头接入屏蔽环5.2 错误测量与正常测量结果的比较错误测量:测量电源纹波本身有一定的技巧性,图3给出了一个不当使用示波器测量电源纹波的实例。
电源纹波和噪声测试的注意事项和调试技巧
图 2. 10:1 与 1:1 探头的差异
可见, 选择一款高精度的示波器和探头系统组合是多么重要!
图 4. N7020A 探头和 N7021A 焊接前端示意图
03 | 是德科技 | 电源纹波和噪声的测试测量和分析
采用 N7021A 焊接电缆时 N7020A 探头带宽可达 2GHz 确保可 以支持测试到 2GHz 电源噪声, 是目前业界最高带宽的电源纹波 示波器里设置 Offset 值到电源直流值, 然后再调节示波器的垂 和噪声测试探头。 ±24V 垂直偏移设置可以在测试时可以直接在 测试直流分量上的纹波或噪声小信号通常不得不在示波器上设 置 AC 耦合方式, 但是 AC 耦合在滤除直流分量的同时也会将低 低测量值。 频噪声和漂移也滤除掉。 50K Ω 的 DC 阻抗则确保探头对电源分 配网络 (PDN)足够高阻, 以免探头在介入电路探测时分压从而降 N7020A 除了提供高达 2GHz 带宽的 N7021A 焊接连接方式外,
或噪声显然精度是无法保证的, 而采用 1:1 探头时垂直刻度则依
其 次 推 荐 一 款 专用 的电 源 纹 波 和 噪 声 测 试 探 头 — K e y s i g h t 身可设置 ±24V 垂直偏移, 且其本身阻抗为 50K Ω@DC。
N7020A 。 该探头具有最高 2GHz 带宽, 衰减比 1:1 左右, 探头本
以免接地线耦合其它干扰和噪声。 长地线的寄生电感还会降低 尖直接点测和短弹簧地针的组合效果最佳, 当然采用双列直插 有时需要在测试精度和连接方便性之间进行平衡。
测试带宽。 因此在 N7023A 的三种灵活测试组合中, 采用探头针 连接和贴片器件夹的组合具有更佳的连接和测试方便性, 因此 以上描述了推荐进行精确电源纹波和噪声测试的示波器和探头 组合以及测试中的一些小技巧, 这些是得到真实测量结果的基 础和保证。 在得到期望的波形后, 又该如何进行分析呢? 通常情况下, 可以采用直方图统计和进行简单的 FFT 频谱分析:
电源纹波测试详解
电源纹波测试一、纹波的定义电源纹波是电源性能最直观的表现,直流稳压电源一般是由交流电源经整流稳压等环节而形成的,不可避免地在直流稳压量中多少带有一些交流成分,这种叠加在直流稳压上的交流分量就称之为纹波(Ripple)。
图1 纹波与噪声示意图二、纹波的表示方法纹波可以用绝对量(有效值)、相对量(纹波系数)、或峰峰值来表示。
假设电源工作在稳压状态,其输出为5V/2A,测得纹波的有效值为10mV,这10mV就是纹波的绝对量,而相对量,即纹波系数=纹波电压/输出电压=10mv/5V=0.20%。
图2 纹波与噪声测量范围示意图三、纹波的危害(1)容易在用电器上产生谐波,而谐波会产生更多的危害;(2)降低了电源的效率;(3)较强的纹波会造成浪涌电压或电流的产生,导致烧毁用电器;(4)会干扰数字电路的逻辑关系,影响其正常工作;(5)会带来噪音干扰,使图像设备、音响设备不能正常工作;四、开关电源输出纹波主要来源1、来自开关电源的开关纹波以降压(Buck)电路为例。
降压电路的开关器件以特定频率导通或关断。
当器件开关时会产生与开关周期一致的开关纹波。
开关纹波的频率范围通常为几十kHz 至几MHz。
图3 开关电源的开关纹波示意图2、来自开关电源的高频纹波由于电路中寄生电感和电容的影响,实际中的开关电源还会随着开关管的导通和截止瞬间产生高频开关噪声。
开关噪声的频率高于开关频率;其幅值与寄生参数和PCB 布局有较大关联。
图4 开关电源的高频纹波示意图3、负载变化引入的纹波在某些应用场景中,负载电流会快速变化。
电流的剧烈变化会导致输出电压的波动。
图5 负载变化引入的纹波示意图五、纹波的测试方式使用示波器来测量纹波,首先探头一般情况下建议使用1X档,避免不必要的噪声衰减影响纹波的测量。
同时,记得要将示波器通道的衰减比也调成1X。
图6 测量纹波探头设置对比示意图一般开关电源输出的纹波频率在0~20MHz范围。
而高频同步开关噪声和信号反射等引起的噪声在0~1GHz范围。
开关电源的纹波噪声及测试方法
开关电源的纹波和噪声来源:今日电子/21ic作者:北京航空航天大学方佩敏开关电源(包括AC/DC转换器、DC/DC转换器、AC/DC模块和DC/DC模块)与线性电源相比较,最突出的优点是转换效率高,一般可达80%~85%,高的可达90%~97%;其次,开关电源采用高频变压器替代了笨重的工频变压器,不仅重量减轻,体积也减小了,因此应用范围越来越广。
但开关电源的缺点是由于其开关管工作于高频开关状态,输出的纹波和噪声电压较大,一般为输出电压的1%左右(低的为输出电压的0.5%左右),最好产品的纹波和噪声电压也有几十mV;而线性电源的调整管工作于线性状态,无纹波电压,输出的噪声电压也较小,其单位是μV。
本文简单地介绍开关电源产生纹波和噪声的原因和测量方法、测量装置、测量标准及减小纹波和噪声的措施。
纹波和噪声产生的原因开关电源输出的不是纯正的直流电压,里面有些交流成分,这就是纹波和噪声造成的。
纹波是输出直流电压的波动,与开关电源的开关动作有关。
每一个开、关过程,电能从输入端被“泵到”输出端,形成一个充电和放电的过程,从而造成输出电压的波动,波动频率与开关的频率相同。
纹波电压是纹波的波峰与波谷之间的峰峰值,其大小与开关电源的输入电容和输出电容的容量及品质有关。
噪声的产生原因有两种,一种是开关电源自身产生的;另一种是外界电磁场的干扰(EMI),它能通过辐射进入开关电源或者通过电源线输入开关电源。
开关电源自身产生的噪声是一种高频的脉冲串,由发生在开关导通与截止瞬间产生的尖脉冲所造成,也称为开关噪声。
噪声脉冲串的频率比开关频率高得多,噪声电压是其峰峰值。
噪声电压的振幅很大程度上与开关电源的拓扑、电路中的寄生状态及PCB的设计有关。
利用示波器可以看到纹波和噪声的波形,如图1所示。
纹波的频率与开关管频率相同,而噪声的频率是开关管的两倍。
纹波电压的峰峰值和噪声电压的峰峰值之和就是纹波和噪声电压,其单位是mVp-p。
图1 纹波和噪声的波形纹波和噪声的测量方法纹波和噪声电压是开关电源的主要性能参数之一,因此如何精准测量是一个十分重要问题。
开关电源的纹波和噪声测试方法
开关电源的纹波和噪声(图)开关电源〔包括AC/DC转换器、DC/DC转换器、AC/DC模块和DC/DC模块〕与线性电源相比拟,最突出的优点是转换效率高,一般可达80%~85%,高的可达90%~97%;其次,开关电源采用高频变压器替代了笨重的工频变压器,不仅重量减轻,体积也减小了,因此应用*围越来越广。
但开关电源的缺点是由于其开关管工作于高频开关状态,输出的纹波和噪声电压较大,一般为输出电压的1%左右〔低的为输出电压的0.5%左右〕,最好产品的纹波和噪声电压也有几十mV;而线性电源的调整管工作于线性状态,无纹波电压,输出的噪声电压也较小,其单位是μV。
本文简单地介绍开关电源产生纹波和噪声的原因和测量方法、测量装置、测量标准及减小纹波和噪声的措施。
纹波和噪声产生的原因开关电源输出的不是纯粹的直流电压,里面有些交流成分,这就是纹波和噪声造成的。
纹波是输出直流电压的波动,与开关电源的开关动作有关。
每一个开、关过程,电能从输入端被"泵到〞输出端,形成一个充电和放电的过程,从而造成输出电压的波动,波动频率与开关的频率一样。
纹波电压是纹波的波峰与波谷之间的峰峰值,其大小与开关电源的输入电容和输出电容的容量及品质有关。
噪声的产生原因有两种,一种是开关电源自身产生的;另一种是外界电磁场的干扰〔EMI〕,它能通过辐射进入开关电源或者通过电源线输入开关电源。
开关电源自身产生的噪声是一种高频的脉冲串,由发生在开关导通与截止瞬间产生的尖脉冲所造成,也称为开关噪声。
噪声脉冲串的频率比开关频率高得多,噪声电压是其峰峰值。
噪声电压的振幅很大程度上与开关电源的拓扑、电路中的寄生状态及PCB的设计有关。
利用示波器可以看到纹波和噪声的波形,如图1所示。
纹波的频率与开关管频率一样,而噪声的频率是开关管的两倍。
纹波电压的峰峰值和噪声电压的峰峰值之和就是纹波和噪声电压,其单位是mVp-p。
图1 纹波和噪声的波形纹波和噪声的测量方法纹波和噪声电压是开关电源的主要性能参数之一,因此如何精准测量是一个十分重要问题。
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电源纹波分析及测试方
法
集团企业公司编码:(LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-
一、什么叫纹波?
纹波(ripple)的定义是指在直流电压或电流中,叠加在直流稳定量上的交流分量。
它主要有以下害处:
1.1.容易在用电器上产生谐波,而谐波会产生更多的危害;
1.2.降低了电源的效率;
1.3.较强的纹波会造成浪涌电压或电流的产生,导致烧毁用电器;
1.4.会干扰数字电路的逻辑关系,影响其正常工作;
1.5.会带来噪音干扰,使图像设备、音响设备不能正常工作
二、纹波、纹波系数的表示方法
可以用有效值或峰值来表示,或者用绝对量、相对量来表示;
单位通常为:mV
例如:
一个电源工作在稳压状态,其输出为12V5A,测得纹波的有效值为10mV,这10mV 就是纹波的绝对量,而相对量,即纹波系数=纹波电压/输出电压=10mv/12V=0.12%。
三、纹波的测试方法
3.1.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进行测试;如果示波器探头不是直接接触输出点,应该用双绞线,或者50Ω同轴电缆方式测量。
四、开关电源纹波的主要分类
开关电源输出纹波主要来源于五个方面:
4.1.输入低频纹波;
4.2.高频纹波;
4.3.寄生参数引起的共模纹波噪声;
4.4.功率器件开关过程中产生的超高频谐振噪声;
4.5.闭环调节控制引起的纹波噪声。
电源纹波测试
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,则一般是通过使用电压探头,测量采样电阻两端的电压波形。
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。
所用的仪器是:配有电压测量探头的TDS1012B示波器。
测量之前需要进行如下设置。
1.通道设置:
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。
宽带限制:关
探头:首先选用电压探头的方式。
然后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。
2.触发设置:
类型:边沿
信源:实际所选择的通道,如,准备用CH1通道进行测试,则此处就应该选择为CH1。
斜率:上升。
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。
这个时候,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,则触发电平可以设置的稍微小一些。
耦合:直流或交流…,一般用交流耦合。
3.采样长度(秒/格):
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,同样无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,仔细观察,直到所显示波形是真实的完整的波形。
4.采样方式:
可根据实际需要设定。
如,要求测量纹波的P-P值,则最好选择峰值测量法。
采样次数也可根据实际需要设定,这与采样频率及采样长度有关。
5.测量:
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。
同时也可以选择对应通道的频率、最大值、均方根值等。
通过对示波器进行合理设置和规范的操作,一定可以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可以得到更加真实纹波信号。
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,就可以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有所不同。
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。