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示波器查验开关电源纹波的办法

2017-05-24 18:04分类:万用表 阅读:

  以20M示波器带宽为捆绑标准,电压设为PK-PK(也有测有用值的),去掉示波器控头上的夹子与地线(因为这个自身的夹子与地线会构成环路,像一个天线接纳杂讯,引进一些不必要的杂讯),运用接地环(不运用接地环也能够,不过要考虑其发作的过失),在探头上并联一个十UF电解电容与一个0.1UF瓷片电容,用示波器的探针直接进行查验;假定示波器探头不是直触摸摸输出点,应当用双绞线,或许50Ω同轴电缆办法丈量。
  开关电源输出纹波首要来历于五个方面:输入低频纹波;高频纹波;寄生参数致使的共模纹波噪声;功率器材开关进程中发作的超高频谐振噪声;闭环调度操控致使的纹波噪声。
  纹波是叠加在直流信号上的沟通烦扰信号,是电源查验中的一个很首要的标准。分外是作分外用处的电源,如激光器电源,纹波则是其丧命要害之一。所以,电源纹波的查验就显得极为首要。
  电源纹波的丈量办法大致分为两种:一种是电压信号丈量法;另一钟是电流信号丈量法。
  通常对于恒压源或纹波功用央求不大的恒流源,都能够用电压信号丈量法。而对于纹波功用央求高的恒流源则最佳用电流信号丈量法。
  电压信号丈量纹波是指,用示波器丈量叠加在直流电压信号上的沟通纹波电压信号。对于恒压源,查验能够直接用电压探头丈量输出到负载上的电压信号。对于恒流源的查验,则通常是通过运用电压探头,丈量采样电阻两头的电压波形。悉数查验进程中,示波器的设置是能否采样到实在信号的要害。
  所用的仪器是:配有电压丈量探头的TDS十12B示波器。
  丈量之前需求进行如下设置。
  1.通道设置:
  耦合:即通道耦合办法的挑选。纹波是叠加在直流信号上的沟通讯号,所以,咱们要查验纹波信号就能够去掉直流信号,直接丈量所叠加的沟通讯号就好。
  宽带捆绑:关
  探头:首要选用电压探头的办法。然后挑选探头的衰减份额。有必要与实习所用探头的衰减份额坚持一同,这么从示波器所读取数才是实在的数据。比方,所用电压探头放在×十档,则此刻,这儿的探头的选项也有必要设置为×十档。
  2.触发设置:
  类型:边际
  信源:实习所挑选的通道,如,预备用CH1通道进行查验,则此处就应当挑选为CH1。
  斜率:上升。
  触发办法:假定是在实时地查询纹波信号,则挑选‘主动’触发。示波器会主动跟从实习所测信号的改动,并闪现。这个时分,你也可通过设置丈量按钮,实时地闪现你所需求的丈量的数值。可是,假定你想要捕捉某次丈量时的信号波形,则需求将触发办法设置为‘正常’触发。此刻,还需求设置触发电平的巨细。通常当你知道你所丈量的信号峰值时,将触发电平设置为所测信号峰值的1/3处。假定不知道,则触发电平能够设置的稍纤细一些。
  耦合:直流或沟通…,通常用沟通耦合。
  3.采样长度(秒/格):
  采样长度的设置挑选能否采样到所需求的数据。当所设置的采样长度过大时,就会漏掉实习信号中的高频成分;当所设置的采样长度过小时,就只能看到所测实习信号的有些,一样无法得到实在的实习信号。所以,在实习丈量时,需来回旋转按钮,细心查询,直到所闪现波形是实在的无缺的波形。
  4.采样办法:
  可依据实习需求设定。如,央求丈量纹波的P-P值,则最佳挑选峰值丈量法。采样次数也可依据实习需求设定,这与采样频率及采样长度有关。
  5.丈量:
  通过挑选对应通道的峰值丈量,示波器就能够帮你把所需求的数据及时闪现出来。一同也能够挑选对应通道的频率、最大值、均方根值等。
  通过对示波器进行合理设置和标准的操作,必定能够得到所需的纹波信号。可是,在丈量进程中必定要留心防止其它信号对于示波器探头自身的烦扰,防止所丈量的信号不行实在。
  通过电流信号丈量法丈量纹波值是指,丈量叠加在直流电流信号上的沟通纹波电流信号。对于纹波方针央求比照高的恒流源,即央求纹波比照小的恒流源,选用电流信号直接丈量法能够得到愈加实在纹波信号。与电压丈量法纷歧样的是,这儿还用到了电流探头。比方,持续用上述的示波器,再加一个电流拓宽器和一个电流探头。此刻,只需用电流探头夹住输出到负载的电流信号,就能够进行电流丈量法来丈量输出电流的纹波信号了。与电压丈量法一样,悉数查验进程中,示波器及电流拓宽器的设置是能否采样到实在信号的要害。
  正本,用这种办法丈量时,示波器的根柢设置及用法与上述一样。纷歧样的是,通道设置中探头的设置有所纷歧样。在这儿,需求选则电流探头的办法。然后,挑选探头的份额,有必要与拓宽器所设置的这个份额一样,这么从示波器所读取数才是实在的数据。比方,所用拓宽器的这个份额设置为5A/V,则此刻示波器的这一项也需设置为5A/V。至于电流拓宽器的耦合办法,当示波器的通道耦合现已挑选为沟通耦合时,则这儿挑选沟通或直流都能够。
  需求留心的是,用这种办法时,需先翻开示波器,然后再翻开电流拓宽器。且记住在运用前对电流探头先消磁。
  其他,丈量电源纹波自身有必定窍门性。不妥运用示波器丈量电源纹波首要是运用了接地线很长的示波器探针;其二是让由探针和接地线构成的回路挨近功率变压器和开关元件;终究是容许在示波器探针和输出电容之间构成额定的电感。其效果带来的疑问是在测得的纹波波形中带着了拾取的高频成分。
  在电源中有许多很简略耦合到探针中的高速的、大电压和电流信号波形,其间包含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)电容发作的共模电流。
  选用准确的丈量技能可实在改善纹波丈量的效果。首要,通常会规矩纹波的带宽上限,以防止拾取超出纹波带宽上限的高频噪声,应当给用于丈量的示波器设定适宜的带宽上限。其次,能够通过摘掉探针的“帽子”来去掉接地长引线构成的天线。咱们把一段短线绕在探针接地引线周围,并使之与电源地相联接。这么做趁便的利益是缩短显露在电源邻近高强度电磁辐射中的探针长度,然后进一步削减高频拾取。
  终究,在隔绝电源中,实在的共模电流是由在探针接地引线中活动的电流发作的,这就使得在电源地和示波器地之间发作电压降,体现为纹波。要按捺这个纹波,需求在电源计划中细心考虑共模滤波疑问。
  此外,把把示波器引线绕在铁芯上可减小这个电流,因为这么会构成一个不影响差分电压丈量、但可下降由共模电流发作的丈量过失的共模电感。能够看到,高频尖刺已简直消除。
  实习上,当电源集成到体系中往后,电源纹波功用乃至会非常好。在电源和体系其它有些之间简直总会存在必定量的电感。电感或许是由导线或在打印线路板上的蚀刻线构成的,而在芯片邻近总会有作为电源负载的附加旁路电容,这两者构成低通滤波效应并进一步下降电源纹波和/或高频噪声。
  举一个极点的比方,由电感量为15nH的长一英寸的短线和电容量十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削减高频噪声。该滤波器的截止频率比电源纹波频率低许多倍,能够实不才降纹波。聪明的工程师应当在查验进程中设法运用它。

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