测量电源纹波

测量开关稳压器的输出纹波如此重要且微妙的任务有很多原因。当尝试测量开关稳压器输出端的这种不需要的信号时,可能会收到错误的读数。调节器的性能以及其他部件协同工作的效果决定了终的结果。
纹波是交流输出处交流电压的残余,其频率受电路切换的影响。其基频和过渡频率相同。纹波系数等于输出中交流分量的有效值与整流输出平均值之比(见下式),是一个重要的识别参数。它永远不等于团结。

测量电源纹波

纹波系数的计算公式
通常很难准确测量。工程师可能很难使用示波器进行测量。误差源的总和必须只有几毫伏。但对于其他更关键的应用,例如医疗应用,限制甚至更窄。
用示波器测量纹波
示波器执行纹波测量(见图 1)。在高水平上,这种选择并不是的。通向示波器端部的电缆形成一个环路。探头和接地导体会产生寄生电感,对待测信号产生负面影响。当测量频率较高时,问题会变得更严重。
对于此分析,对于某些类型的测量(包括纹波测量),必须使用非常短的电缆和非常高质量的探头。示波器也必须发挥其应有的作用并且具有优良的品质。它必须具有良好的灵敏度、出色的信噪比、高分辨率和足够的带宽。质量差的探测器是得不到奖励的。低电平示波器在高输入阻抗下使用时背景噪声较高
如果波纹很小,它的可视化就会非常不舒服和复杂。为了测量叠加在直流电源电压上的纹波,需要消除所采集信号的直流成分并放大微小的交流信号。因此,交流输入通过与电缆串联的电容 C 的电容器进行去耦,从而创建一个简单的高通滤波器,其特征在于时间常数:
t = 2 x Z x C
如图 1 所示,虽然约 17 V 的输出信号是直流 (DC),但它会受到不需要的交流分量的影响。有时,通过电容器阻挡直流电后放大交流分量很有用。

测量电源纹波

图 1:直流 (DC) 信号中的纹波

用测试仪测量纹波
纹波是位于直流偏移之上的小交流电压。也可以使用数字万用表进行测量,即使操作不方便、不准确且具有挑战性。为此,将数字万用表的探头和调节器输出连接起来。红色探针连接到正极端子,黑色探针连接到负极端子。
之后,旋转测试仪旋钮选择“交流电压”模式。仪表将仅测量信号的交流分量、纹波电压(如果存在)。显示屏显示纹波电压幅度的测量值。
如果它显示的值为 0.00 mV,则表示很可能不存在纹波。为了正确表征纹波电压,有必要测量其频率。注意测试仪测量的交流电压的类型。它可以是有效值、平均值、峰峰值或其他值。
此外,大多数情况下,纹波波形不是正弦波,因此始终需要检查万用表的测量类型。

观察音频频谱
检查是否存在纹波的一种方法涉及辨别输出信号的音频频谱。一个完美的信号,非常干净且没有波动,应该返回黑屏。当存在纹波时,由于电源线上的波动和干扰,会产生纹波信号和相关谐波(50 Hz、100 Hz、150 Hz等)。在频谱图中,还可能存在不同性质的峰值,通常出现在电源线上。

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