张飞软硬开源基于STM32 BLDC直流无刷电机驱动器开发视频套件,👉戳此立抢👈

开关电源纹波的测量

贸泽电子设计圈 2018-09-07 14:39 次阅读
开关电源纹波的测量 要有效降低开关电源输出纹波我们首先得有个比较靠谱的测试方法,不能是由于测试方法的问题而导致的假波形是整改不好的 基本要求:使用示波器AC 耦合,20MHz 带宽限制,拔掉探头的地线 1,AC 耦合是去掉叠加的直流电压,得到准确的波形。 2,打开20MHz 带宽限制是防止高频噪声的干扰,防止测出错误的结果。因为高频成分幅值较大,测量的时候应除去。 3,拔掉示波器探头的接地夹,使用接地环测量,是为了减少干扰。很多部门没有接地环,如果误差允许也直接用探头的接地夹测量。但在判断是否合格时要考虑这个因素。 还有一点是要使用50Ω 终端。横河示波器的资料上介绍说,50Ω 模块是除去DC 成分,精确测量AC 成分。但是很少有示波器配这种专门的探头,大多数情况是使用标配100KΩ 到10MΩ 的探头测量,影响暂时不清楚。 上面是测量开关纹波时基本的注意事项。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。 在测量高频噪声时,使用示波器的全通带,一般为几百兆到GHz 级别。其他与上述相同。 可能不同的公司有不同的测试方法。归根到底第一要清楚自己的测试结果。第二要得到客户认可。 关于示波器: 有些数字示波器因为干扰和存储深度的原因,无法正确的测量出纹波。这时应更换示波器。这方面有时候虽然老的模拟示波器带宽只有几十兆,但表现要比数字示波器好。 开关电源纹波的抑制 对于开关纹波,理论上和实际上都是一定存在的。通常抑制或减少它的做法有五种: 加大电感和输出电容滤波 根据开关电源的公式,电感内电流波动大小和电感值成反比,输出纹波和输出电容值成反比。所以加大电感值和输出电容值可以减小纹波。 上图是开关电源电感L内的电流波形,其纹波电流△I可由下式算出: 可以看出,增加L值,或者提高开关频率可以减小电感内的电流波动。 同样,输出纹波与输出电容的关系:vripple=Imax/(Co×f)。可以看出,加大输出电容值可以减小纹波。 通常的做法,对于输出电容,使用铝电解电容以达到大容量的目的。但是电解电容在抑制高频噪声方面效果不是很好,而且ESR 也比较大,所以会在它旁边并联一个陶瓷电容,来弥补铝电解电容的不足。 同时,开关电源工作时,输入端的电压Vin 不变,但是电流是随开关变化的。这时输入电源不会很好地提供电流,通常在靠近电流输入端(以BucK 型为例,是SWITcH 附近),并联电容来提供电流。 上面这种做法对减小纹波的作用是有限的。因为体积限制,电感不会做的很大;输出电容增加到一定程度,对减小纹波就没有明显的效果了;增加开关频率,又会增加开关损失。所以在要求比较严格时,这种方法并不是很好。关于开关电源的原理等,可以参考各类开关电源设计手册。 应用该对策后,BUCK型开关电源如下图所示: 上面这种做法对减小纹波的作用是有限的。因为体积限制,电感不会做的很大;输出电容增加到一定程度,对减小纹波就没有明显的效果了;增加开关频率,又会增加开关损失。所以在要求比较严格时,这种方法并不是很好。 关于开关电源的原理等,可以参考各类开关电源设计手册。 二级滤波,就是再加一级LC 滤波器 LC 滤波器对噪纹波的抑制作用比较明显,根据要除去的纹波频率选择合适的电感电容构成滤波电路,一般能够很好的减小纹波。 但是,这种情况下需要考虑反馈比较电压的采样点。(如下图所示) 采样点选在LC 滤波器之前(Pa),输出电压会降低。因为任何电感都有一个直流电阻,当有电流输出时,在电感上会有压降产生,导致电源的输出电压降低。而且这个压降是随输出电流变化的。 采样点选在LC 滤波器之后(Pb),这样输出电压就是我们所希望得到的电压。但是这样在电源系统内部引入了一个电感和一个电容,有可能会导致系统不稳定。关于系统稳定,很多资料有介绍,这里不详细写了。 开关电源输出之后,接LDO 滤波 这是减少纹波和噪声最有效的办法,输出电压恒定,不需要改变原有的反馈系统,但也是成本最高,功耗最高的办法。 任何一款LDO 都有一项指标:噪音抑制比。是一条频率-dB 曲线,如右图是凌特公司LT3024 的曲线。 经过LDO之后,开关纹波一般在10mV以下。 下图是LDO前后的纹波对比: 对比曲线上图的曲线和左图的波形,可以看出对几百KHz的开关纹波,LDO的抑制效果非常好。但在高频范围内,该LDO的效果就不那么理想了。 对减小纹波。开关电源的PCB 布线也非常关键,这是个很赫手的问题。有专门的开关电源PCB 工程师,对于高频噪声,由于频率高幅值较大,后级滤波虽然有一定作用,但效果不明显。这方面有专门的研究,简单的做法是在二极管上并电容C 或RC,或串联电感。 对于高频噪声,由于频率高幅值较大,后级滤波虽然有一定作用,但效果不明显。这方面有专门的研究,简单的做法是在二极管上并电容C或RC,或串联电感。 在二极管上并电容C 或RC 二极管高速导通截止时,要考虑寄生参数。在二极管反向恢复期间,等效电感和等效电容成为一个RC 振荡器,产生高频振荡。为了抑制这种高频振荡,需在二极管两端并联电容C或RC 缓冲网络。电阻一般取10Ω-100Ω,电容取4.7pF-2.2nF。 在二极管上并联的电容C 或者RC,其取值要经过反复试验才能确定。如果选用不当,反而会造成更严重的振荡。 对高频噪声要求严格的话,可以采用软开关技术。关于软开关,有很多书专门介绍。 二极管后接电感(EMI 滤波) 这也是常用的抑制高频噪声的方法。针对产生噪声的频率,选择合适的电感元件,同样能够有效地抑制噪声。需要注意的是,电感的额定电流要满足实际的要求。 小结以上是关于开关电源纹波,总结的一些内容,如果能加些波形就更好了。虽然可能不太全,但对一般的应用已经足够了。关于噪声抑制,实际中并不一定全部应用,重要的是根据自己的设计要求,比如产品体积,成本,开发周期等,选择合适的方法。
原文标题:【实用】看完这篇,轻松掌握开关电源纹波测量和抑制方法 文章出处:【微信号:Mouser-Community,微信公众号:贸泽电子设计圈】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。
收藏 人收藏
分享:

评论

相关推荐

AP法选择磁性尺寸

课程介绍:磁性器件的设计是开关电源设计的重点和难点之一,而磁性器件设计的第一步是如何给电路选择一个合适的磁芯。AP法选择
发表于 03-02 00:00 11148次 阅读
AP法选择磁性尺寸

开关电源PCB布局布线的规则和技巧

PCB设计的整个论题是个相当宽泛的课题,包括一些测试的,机械的,和生产的问题,同样也包括某种程度上的....
发表于 04-23 14:31 4次 阅读
开关电源PCB布局布线的规则和技巧

电流纹波率的介入,电流纹波率计算详解

纹波率的值多少才合适呢?有人说取输出电流的20%,或者30%或者其他。到底应该取多少,那么对应电感的....
的头像 Elecfans学院推荐 发表于 04-23 14:13 54次 阅读
电流纹波率的介入,电流纹波率计算详解

为什么线性电源的效率比较低

分析和讲解为什么线性电源的效率比较低,开关电源的效率比较高?
的头像 Elecfans学院推荐 发表于 04-23 11:42 73次 阅读
为什么线性电源的效率比较低

详解开关电源设计的器件选型问题

解开关电源是如何实现能量转移的?以及如何实现稳定电压输出?如何进行调节的?为什么说输入电压的变化以及....
的头像 Elecfans学院推荐 发表于 04-23 11:39 131次 阅读
详解开关电源设计的器件选型问题

采用ADP2114开关电源供电的高速模数转换器

基于开关电源的高速模数转换器供电设计(3)
发表于 04-23 11:35 7次 阅读
采用ADP2114开关电源供电的高速模数转换器

电源控制芯片中的开关损耗问题分析

讲解开关电源是如何实现能量转移的?以及如何实现稳定电压输出?如何进行调节的?为什么说输入电压的变化以....
的头像 Elecfans学院推荐 发表于 04-23 11:32 117次 阅读
电源控制芯片中的开关损耗问题分析

低价简易PWM控制芯片SC2618在开关电源设计的应用

用于机顶盒与液晶电视的简易开关电源设计(2)
发表于 04-23 11:26 11次 阅读
低价简易PWM控制芯片SC2618在开关电源设计的应用

电源芯片内部开关电源PCB设计方案讲解

用分离元器件去搭一个集成电路,有利于更好地理解整个电流的工作特性。从电感的设计,到电容二极管的取值,....
的头像 Elecfans学院推荐 发表于 04-23 11:00 125次 阅读
电源芯片内部开关电源PCB设计方案讲解

BUCK电路设计的电感参数、示波器测量波形调试分析

以电路设计实际操作来现场计算电感参数、现场演示示波器测量波形,并进行分析和调试。
的头像 Elecfans学院推荐 发表于 04-23 10:50 139次 阅读
BUCK电路设计的电感参数、示波器测量波形调试分析

详解全固态发射机的开关电源

全固态电视发射机中的高性能开关电源设计(2)
发表于 04-23 10:14 8次 阅读
详解全固态发射机的开关电源

开关电源电磁兼容技术名词解析

开关电源的电磁兼容性技术分析(3)
发表于 04-23 09:51 7次 阅读
开关电源电磁兼容技术名词解析

开关电源热设计常用方法

开关电源的热设计方法解析(2)
发表于 04-23 09:24 8次 阅读
开关电源热设计常用方法

使用移相全桥软开关技术的电镀用开关电源

移相全桥大功率软开关电源的设计(2)
发表于 04-23 08:00 8次 阅读
使用移相全桥软开关技术的电镀用开关电源

降压型开关电源的电感选择

降压型开关电源的电感的正确选择(2)
发表于 04-23 07:43 8次 阅读
降压型开关电源的电感选择

模拟电路设计的精髓在哪里

讲解开关电源是如何实现能量转移的?以及如何实现稳定电压输出?如何进行调节的?为什么说输入电压的变化以....
的头像 Elecfans学院推荐 发表于 04-23 07:05 211次 阅读
模拟电路设计的精髓在哪里

基于峰值电流控制的新型非隔离负电压DC/DC开关电源设计方案

新型非隔离负电压DCDC开关电源的设计(3)
发表于 04-23 06:23 8次 阅读
基于峰值电流控制的新型非隔离负电压DC/DC开关电源设计方案

电流环和电压环的引出问题

我们需要监测电压和电流,建立一个电路保护,保护电感和MOS管的电流不至于过大。所以我们还需要电压环控....
的头像 Elecfans学院推荐 发表于 04-22 15:24 281次 阅读
电流环和电压环的引出问题

SPI模式下的PIC24F MSSP模块

大家好,我的SPI通讯有点问题。当我在示波器上检查我的信号时,我没有CS,但是我可以看到我的数据和时钟。我把我的代码放在...
发表于 04-22 12:44 15次 阅读
SPI模式下的PIC24F MSSP模块

输入电压9-36v,输出5v,0.6A集成度高一些的芯片有推荐吗?

输入电压9-36v,输出5v,0.6A,集成度高一些的芯片,12*7大小左右的隔离开关电源,有没有芯片与方案推荐???...
发表于 04-22 08:04 24次 阅读
输入电压9-36v,输出5v,0.6A集成度高一些的芯片有推荐吗?

自举电容电路器件的调节方法介绍

在示波器画面中我们看到了一个三角波,我们对它的宽度和幅值进行一个读数。从上升到降至5V,总共花费了2....
的头像 Elecfans学院推荐 发表于 04-19 09:38 505次 阅读
自举电容电路器件的调节方法介绍

方波产生电路调试:三角波的生成时间测量

我们从10V到比较器输出有一个128ms,那么接下来分析为什么会有这么长的延迟时间。首先三角波经过比....
的头像 Elecfans学院推荐 发表于 04-19 09:34 476次 阅读
方波产生电路调试:三角波的生成时间测量

方波产生电路调试:黄线冲不上去的原因分析

冲不上去的原因可能是三极管的B级被定死了,所以我们来测量一下Q2的基极。我们可以用示波器的另一个通道....
的头像 Elecfans学院推荐 发表于 04-19 09:14 484次 阅读
方波产生电路调试:黄线冲不上去的原因分析

电感降压式开关电源BUCK降压设计方案

讲解开关电源是如何实现能量转移的?以及如何实现稳定电压输出?如何进行调节的?为什么说输入电压的变化以....
的头像 Elecfans学院推荐 发表于 04-18 14:06 511次 阅读
电感降压式开关电源BUCK降压设计方案

FDH45N50F 500V N沟道晶体管的数据手册免费下载

这些N通道增强模式功率场效应晶体管是使用Fairchild的专有平面条纹DMOS技术生产的。
发表于 04-18 08:00 63次 阅读
FDH45N50F 500V N沟道晶体管的数据手册免费下载

了解自举电容首次充电电路分析和搭建

本课程主要介绍电感的一些基本原理,它的一些特征和特性,是如何进行工作的。以及什么叫CCM模式,DCM....
的头像 Elecfans学院推荐 发表于 04-16 17:44 1252次 阅读
了解自举电容首次充电电路分析和搭建

一种开关电源设计的极简方法

开关电源有不同的拓扑结构,但它们都有一个共同的元件,就是一个用作临时储能的功率电感,它在负载和电源之....
的头像 传感器技术 发表于 04-16 14:32 326次 阅读
一种开关电源设计的极简方法

电机启动测试现状!功率分析仪测试电机启停的难点

示波器的采样率很高,一般都是GSa/s为单位,但是ADC位数只有8位,所以精度不够,更关键的是,示波....
的头像 ZLG致远电子 发表于 04-16 11:29 745次 阅读
电机启动测试现状!功率分析仪测试电机启停的难点

采用LTC2380-24转换器将分布式读取与链模式进行同时使用

分布式读取允许通过N个采样采集的LTC2380-24的数据一次一位或几位地在每个采样中读出,从而降低....
的头像 电子设计 发表于 04-16 09:20 149次 阅读
采用LTC2380-24转换器将分布式读取与链模式进行同时使用

MAX873X系列双降压开关式电源控制器的数据手册免费下载

MAX8732/MAX8733/MAX8734双降压开关式电源(SMPS)控制器在电池供电系统中产生....
发表于 04-16 08:00 94次 阅读
MAX873X系列双降压开关式电源控制器的数据手册免费下载

了解下常用的测量功耗的手段

在测量模块正常工作模式的发射电流时,由于信号发射所需要的时间很短,整个电流是处于变化状态,我们称之为....
的头像 ZLG致远电子 发表于 04-15 15:36 302次 阅读
了解下常用的测量功耗的手段

电荷泵加线性稳压器组合的效率提升解决方案

当效率受到关注时,电荷泵的组合相当有限它可以提供的输出电压。电荷泵非常适合将输入电压加倍或反相。它们....
的头像 电子设计 发表于 04-12 08:03 274次 阅读
电荷泵加线性稳压器组合的效率提升解决方案

在ZSTACK中使用延时函数需要注意点和机器时钟指令周期资料说明

关于Z-stack的延时,稍微总结几点使用中可能需要注意的地方: 1同样的代码,裸机实验和在Z-s....
发表于 04-11 18:28 41次 阅读
在ZSTACK中使用延时函数需要注意点和机器时钟指令周期资料说明

变频器维修总结十种简便易掌握的维修方法

当变频器工作中如果出现工作时好时坏现象,有可能是内部线路当中有某些元件发生开焊故障所致。对于一些管脚....
的头像 工控资料窝 发表于 04-11 16:20 555次 阅读
变频器维修总结十种简便易掌握的维修方法

示波器上层板的电路原理图免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是示波器上层板的电路原理图免费下载。
发表于 04-11 09:23 79次 阅读
示波器上层板的电路原理图免费下载

示波器是什么

示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像,便于人们研究各种....
的头像 发烧友学院 发表于 04-08 15:45 252次 阅读
示波器是什么

采样示波器对比实时示波器有什么优势

长久以来,工程师们在进行光接口测试(尤其是光模块测试)时都不担心同步触发时钟,要么从码型发生器(Pa....
的头像 求是缘半导体 发表于 04-06 15:08 241次 阅读
采样示波器对比实时示波器有什么优势

开关电源35项测试项目+开关电源印制PCB工程设计技巧

开关电源的全套测试资料与详细方法资料包括35项开关电源的测试项目,给正在开发充电器,适配器的同仁作为....
发表于 04-04 17:39 333次 阅读
 开关电源35项测试项目+开关电源印制PCB工程设计技巧

几款已经商用的开源仪器的设计资源

估计很多朋友对这玩意已经很熟悉了,可以说这个是第一款的鼻祖,我猜ADI是因为看到这个这么受欢迎才自起....
的头像 电子发烧友网工程师 发表于 04-04 15:02 323次 阅读
几款已经商用的开源仪器的设计资源

通过信号相位行为提高频谱和功率效率

锁相环(PLL)使用相位检测器将反馈信号与参考信号进行比较,将两个信号的相位锁定在一起。虽然此属性仍....
的头像 电子设计 发表于 04-04 08:18 307次 阅读
通过信号相位行为提高频谱和功率效率

开关电源的原理与设计修订版PDF电子书免费下载

电源有如人体的心脏,是所有电设备的动力但电源却不像心脏那样形式单一。因为,标志电源特性的参数有功率电....
发表于 04-04 08:00 336次 阅读
开关电源的原理与设计修订版PDF电子书免费下载

开关电源的PCB设计原则及其走线的详细资料说明

文章主要是讨论和分析开关电源印制板布线原则、开关电源印制板铜皮走线的一些事项、开关电源印制板大电流走....
发表于 04-04 08:00 360次 阅读
开关电源的PCB设计原则及其走线的详细资料说明

示波器的高级功能

示波器是一种常用的电子检测仪器,被广泛的应用于多个行业当中。我们在使用示波器的时候对于示波器的使用知....
的头像 发烧友学院 发表于 04-02 15:11 292次 阅读
示波器的高级功能

CC6901单芯片霍尔效应电流传感器的数据手册免费下载

CC6901 是一款高性能全差分输出的线性电流传感器,可以更为有效的为交流(AC)或者直流(DC)电....
发表于 04-02 08:00 103次 阅读
CC6901单芯片霍尔效应电流传感器的数据手册免费下载

限制开机浪涌电流的五种对策大比拼

串联负温度系数热敏限流电阻器ntc无疑是目前为止最简单的抑制输入浪涌电流的方法。因为ntc电阻器会随....
的头像 电源研发精英圈 发表于 03-29 13:32 525次 阅读
限制开机浪涌电流的五种对策大比拼

开关电源里面用量很大的一个元器件,电阻

复杂点的就是按照里面的公式,计算温度,一般按5%的误差计算(温度检测用)。功率型的NTC精度应该是2....
的头像 电源研发精英圈 发表于 03-29 13:00 1496次 阅读
开关电源里面用量很大的一个元器件,电阻

开关电源原理与设计陶显芳版电子书PDF免费下载

现代电子设备对电源的工作效率、体积以及安全要求等技术性能指标越来越高,在开关电源中决定这些技术性能指....
发表于 03-29 08:00 161次 阅读
开关电源原理与设计陶显芳版电子书PDF免费下载

如何使用STM32单片机进行开关电源的设计与实现

该论文是属于工程设计论文,研究的内容为基于 STM32 单片机的开关电源的设计。该设计通过键盘选择开....
发表于 03-29 08:00 238次 阅读
如何使用STM32单片机进行开关电源的设计与实现

开关电源的保护电路的设计资料说明

研究了几种相对较新的开关电源检测与保护电路,包括过电流、过电压、过热、短路故障。 这些检测与保护电路....
发表于 03-29 08:00 229次 阅读
开关电源的保护电路的设计资料说明

20种开关电源拓扑结构的优缺点对比详细资料合集免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是20种开关电源拓扑结构的优缺点对比详细资料合集免费下载。
发表于 03-29 08:00 220次 阅读
20种开关电源拓扑结构的优缺点对比详细资料合集免费下载

Saleae逻辑分析仪的应用手册详细资料免费下载

工欲善其事,必先利其器。逻辑分析仪是电子行业不可或缺的工具。但是由于一直以来,逻辑分析仪都属于高端产....
发表于 03-28 16:21 51次 阅读
Saleae逻辑分析仪的应用手册详细资料免费下载

ADI的8款产品荣登2018 EDN Hot 100产品榜!

“功率器件”部分包括 IC、稳压器、控制器、驱动器及 FET 等。ADI 的高性能降压-升压型开关稳....
的头像 电机控制设计加油站 发表于 03-28 16:05 660次 阅读
ADI的8款产品荣登2018 EDN Hot 100产品榜!

晶体管电路设计上放大电路的实验解析PDF中文版电子书免费下载

本书是“实用电子电路设计从书”之一,共分上下二册。本书作为上册主要内容有晶体管工作原理,放大电路的性....
发表于 03-27 14:48 148次 阅读
晶体管电路设计上放大电路的实验解析PDF中文版电子书免费下载

音响功率放大器的测试方法详细资料说明

本文档的主要内容详细介绍的是音响功率放大器的测试方法详细资料说明免费下载。
发表于 03-27 08:00 222次 阅读
音响功率放大器的测试方法详细资料说明

如何制作一台示波器

电子爱好者在日常电子制作和维修中大多是一台万用表打天下,因此遇到稍微复杂一些的问题就会无从下手,这时....
的头像 发烧友学院 发表于 03-25 15:50 878次 阅读
如何制作一台示波器

开关电源变压器有什么作用和原理及开关变压器好坏检测技巧说明

开关变压器”一般是指“开关电源”里面所用的变压器,工作在十几到几十千赫兹甚至几百千赫兹频率的脉冲状态....
的头像 贸泽电子设计圈 发表于 03-24 11:48 1359次 阅读
开关电源变压器有什么作用和原理及开关变压器好坏检测技巧说明

你了解探头的那些重要参数吗?

以1MHz的方波为例,由于1MHz的方波是由1MHz、3MHz、5MHz、7MHz......等正弦....
的头像 ZLG致远电子 发表于 03-22 16:23 828次 阅读
你了解探头的那些重要参数吗?

分布式基站供电室内外覆盖电源系统方案的详细资料说明

把收发信机、功放等中射频集成在另外--个称为远端射频模块上,射频单元RRU(Remote Radio....
发表于 03-22 16:16 104次 阅读
分布式基站供电室内外覆盖电源系统方案的详细资料说明

开关电源中磁性元器件PDF版电子书免费下载

几乎所有电源电路中,都离不开磁性元器件 电感器或变压器。例如在输入和输出端采用电感滤除开关波形的谐波....
发表于 03-22 08:00 283次 阅读
开关电源中磁性元器件PDF版电子书免费下载

MOSFET的驱动技术详细资料讲解

MOSFET 作为功率开关管,已经是是开关电源领域的绝对主力器件。虽然 MOSFET 作为电压型驱动....
发表于 03-22 08:00 340次 阅读
MOSFET的驱动技术详细资料讲解