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开关电源规划:有用准确丈量电源纹波

精确地测量电源纹波本身就是一门艺术。在图6.1所示的示例中,一名初级工程师完全错误地使用了一台示波器。他的第一个错误是使用了一支带长接地引线的示波器探针;第二个错误则是将探针形成的环路和接地引线均置于

  精确地丈量电源纹波自身便是一门艺术。在图6.1所示的示例中,一名初级工程师彻底过错地运用了一台示波器。他的第一个过错是运用了一支带长接地引线的示波器探针;第二个过错则是将探针构成的环路和接地引线均置于电源变压器和开关元件邻近;最终一个过错是答应示波器探针和输出电容之间存在剩余电感。该问题在纹波波形中表现为高频拾取。在电源中,存在很多可以很轻松地与探针耦合的高速、大信号电压和电流波形,其间包含耦合自电源变压器的磁场,耦合自开关节点的电场,以及由变压器互绕电容发生的共模电流。

  运用正确的丈量办法可以大大地改善测得纹波成果。首要,一般运用带宽约束来规则纹波,以避免拾取并非真实存在的高频噪声。咱们应该为用于丈量的示波器设定正确的带宽约束。其次,经过取掉探针“帽”,并构成一个拾波器(如图6.2所示),咱们可以消除由长接地引线构成的天线。将一小段线缠绕在探针接地衔接点周围,并将该接地衔接至电源。这样做可以缩短露出于电源邻近高电磁辐射的端头长度,然后进一步削减拾波。

  最终,在阻隔电源中,会发生很多流经探针接地衔接点的共模电流。这就在电源接地衔接点和示波器接地衔接点之间构成了压降,然后表现为纹波。要避免这一问题的呈现,咱们就需要特别注意电源规划的共模滤波。别的,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。这样就构成了一个共模电感器,其在不影响差分电压丈量的一起,还削减了共模电流引起的丈量误差。图6.2显现了该彻底相同电路的纹波电压,其运用了改善的丈量办法。这样,高频峰值就被真实地消除了。

  实际上,集成到体系中今后,电源纹波功能甚至会更好。在电源和体系其他组件之间简直总是会存在一些电感。这种电感或许存在于布线中,抑或只要蚀刻存在于PWB上。别的,在芯片周围总是会存在额定的旁路电容,它们便是电源的负载。这二者一起构成一个低通滤波器,进一步下降了电源纹波和/或高频噪声。在极点情况下,电流短时流经15nH电感和10μF旁路%&&&&&%的一英寸导体时,该滤波器的截止频率为400kHz。这种情况下,就意味着高频噪声将会得到极大下降。许多情况下,该滤波器的截止频率会在电源纹波频率以下,然后有或许大大下降纹波。经验丰富的工程师应该可以找到在其测验过程中怎么运用这种办法的途径。

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