输出电压纹波是电源转换器的一个重要参数。某些负载对供电的电压纹波非常敏感，而某些Vcore对供电电压的要求 很高，需满足严格的容受范围，其中包括静态容忍度、供电电压纹波和负载瞬态过冲/下冲电压。要能准确测量纹波 不容易，特别是对于高频开关式电源转换器。本篇应用笔记将介绍一些实用的设计技巧来测量输出电压纹波。 ### DCDC电源纹波测试方法 #### 一、导言 在电源管理领域，DC-DC转换器作为关键部件被广泛应用于各种电子设备中。输出电压纹波是衡量电源转换器性能的重要指标之一，它直接影响到系统的工作稳定性和可靠性。由于某些负载（如微处理器的Vcore）对电压纹波特别敏感，因此对供电电压的要求非常高，必须严格控制在一定的容受范围内，包括静态容忍度、供电电压纹波以及负载瞬态时的过冲/下冲电压。然而，在实际测试中，尤其是在高频开关式电源转换器上准确测量纹波是一项具有挑战性的任务。 #### 二、技巧 1：检查设备和环境杂讯 进行纹波测量前，首先需要确保测试环境的干净无干扰。这意味着要排除所有可能的杂讯来源，包括但不限于电源线的电磁干扰、周围设备产生的射频干扰以及地线布局不当导致的问题。此外，还需要注意探头的选择和使用方式，选择低噪声的探头并确保正确连接，避免引入额外的噪声。 #### 三、技巧 2：了解可能期望的纹波信号种类 纹波信号通常可以分为两类：周期性纹波与随机纹波。周期性纹波是由DC-DC转换器的开关频率引起的，可以通过调节开关频率来改变其特性；而随机纹波则来源于电源内部的热噪声、散粒噪声等，这些噪声无法通过调整转换器参数来消除。在测量过程中，应明确目标纹波类型，并选择合适的滤波器进行针对性测量。 #### 四、技巧 3：了解寄生效应 寄生效应是指电路中存在的一些未被设计者预期的因素，例如寄生电感、寄生电容等。这些效应会直接影响纹波的测量结果。为了减少寄生效应的影响，可以采取以下措施： - 减少测试线路的长度； - 使用高质量的电缆和连接器； - 在必要时采用去耦电容来过滤高频噪声； - 优化PCB布局，确保信号路径尽可能短且直。 #### 五、技巧 4：影响纹波测量的开关转换器中的噪声源 开关转换器内部存在着多种噪声源，它们都会对纹波测量结果产生影响。常见的噪声源包括： - 开关管的开关过程产生的噪声； - 输入电源的噪声； - 控制回路的不稳定因素； - 储能元件（如电感和电容）的质量问题。 为减小这些噪声的影响，可以考虑增加滤波网络、优化控制回路设计、选择高质量的储能元件等方式来降低噪声水平。 #### 六、技巧 5：低噪声开关信号测量 为了获得更精确的纹波测量结果，需要注意以下几个方面： - 使用高带宽示波器进行测量，以便捕捉到高频信号的变化； - 采用适当的触发模式来锁定感兴趣的信号，比如边沿触发或脉宽触发； - 选用低噪声的探头，并确保探头与被测电路之间的连接尽可能短； - 适当调整示波器的采样率和存储深度，以获得更高的分辨率。 #### 七、实际案例 1：RT6252A ACOT®降压转换器，应用于 12V 到 5V、2A 的小型应用 在本案例中，RT6252A ACOT®降压转换器用于将12V输入电压转换为5V、2A的输出。通过对转换器输出端的纹波进行测量，可以观察到其性能表现。具体步骤包括： - 确认测试环境无杂讯干扰； - 设置示波器以捕获特定频率范围内的纹波信号； - 分析纹波数据，确保其符合预期的设计要求。 #### 八、实际案例 2：RT5760A ACOT®降压转换器，应用于 5V 到 1.2V，1A，小尺寸，低纹波应用 此案例涉及的RT5760A ACOT®降压转换器主要用于低纹波应用，要求输出电压稳定性极高。在测量过程中，重点放在了减小寄生效应和提高测量精度上： - 优化PCB布局，减少信号路径上的寄生效应； - 使用高性能的测量仪器来确保纹波数据的准确性； - 对比不同条件下的测量结果，评估转换器的实际性能。 #### 九、DC-DC 转换器增益相位测量设置技巧 为了更全面地评估DC-DC转换器的性能，还需要对其进行增益相位测量。这涉及到对控制回路的响应特性的分析，可以帮助工程师更好地理解转换器的稳定性及其动态行为。进行此类测量时应注意： - 选择合适的测试信号发生器； - 采用精确的测量仪器进行数据采集； - 分析控制回路的传递函数，确保系统的稳定运行。 #### 十、实用增益相位测量范例 以某一特定型号的DC-DC转换器为例，展示如何进行增益相位测量： - 配置信号发生器，产生所需的测试信号； - 将信号送入转换器的输入端； - 使用示波器或其他测量仪器记录输出响应； - 分析数据，确定转换器的增益和相位特性。 #### 十一、总结/实用建议 通过对DC-DC转换器输出电压纹波的测量，我们可以了解到其在不同工况下的性能表现。为了确保测量结果的准确性，需要注意以下几个关键点： - 保持测试环境的干净无干扰； - 明确目标纹波类型，并选择合适的测量策略； - 减少寄生效应的影响； - 减轻开关转换器中的噪声源； - 采用高性能的测量仪器； - 进行增益相位测量以评估转换器的整体性能。 通过上述技巧的应用，可以有效地提高DC-DC转换器输出电压纹波的测量精度，从而确保电子系统能够稳定可靠地工作。

直流升降压斩波电路实验报告：基于Buck-Boost拓扑的闭环控制与Simulink仿真分析，操作便捷，自动计算占空比与输出波形，深入探究升压与降压模式下的轻载重载特性及纹波系数控制，全篇46页，详尽工作量呈现,直流升降压斩波电路实验报告：基于Buck-Boost拓扑的闭环控制与Simulink仿真分析，自动计算占空比输出波形，轻载重载下的性能研究及纹波系数优化，共46页详尽解析,直流升降压斩波电路，buck—boost，闭环控制，实验报告simulink仿真，打开既用，操作方便输入你想要的电压，计算模块自动算出占空比并输出波形，分析了升压轻载重载，降压轻载重载，以及纹波系数，均小于1%，报告46页，工作量绝对够。 哦～报告仅供参考 ,关键词：直流升降压斩波电路; buck-boost; 闭环控制; Simulink仿真; 占空比; 波形; 轻载重载; 纹波系数; 报告。,基于Simulink仿真的直流升降压斩波电路实验报告：Buck-Boost闭环控制操作分析

【如何用示波器测量电源纹波】 电源纹波是在直流电源中存在的一种现象，它是由叠加在直流电平上的交流分量组成，通常表现为在额定电压或电流下输出电压中的交流峰值。纹波的存在可能导致电源效率下降，干扰数字电路的逻辑功能，甚至引发电子设备故障或损坏。因此，理解和测量电源纹波至关重要。 电源纹波的产生主要源于电源的滤波不足，无论是线性电源还是开关电源，其输出的直流电压都可能含有交流成分。这种交流成分可能来源于整流过程、负载变化或其他干扰因素。即使是电池供电，负载波动也可能产生纹波。 测量电源纹波通常采用电压信号测量法和电流信号测量法，这两种方法都需要使用示波器。以下是具体步骤： 1. **电压信号测量方法**： - 连接电压探头到电源输出到负载的端口。 - 设置示波器的通道耦合为AC，以去除直流成分，只测量交流纹波。 - 关闭宽带限制，确保能捕获所有频率的纹波信号。 - 根据需要选择适当的衰减比例探头。 - 设定触发方式，可以选择自动触发或正常触发，以捕捉稳定的波形。 - 调整采样长度，确保波形完整，不遗漏高频成分，同时不过度放大局部。 - 设置采样方式，如峰值测量，以获取纹波的峰值电压。 2. **电流信号测量方法**： - 添加电流放大器和电流探头，夹在负载的电流路径上。 - 确保电流探头和放大器比例设置一致，以获取准确数据。 - 开启示波器和电流放大器，预先对电流探头进行消磁。 - 应用相同的示波器设置，如AC耦合和触发设置。 测量纹波时，连接方式有三种：靠连法、直连法和绞连法。靠连法使用探头直接接触电源正负极，直连法则将地线环直接接地，绞连法通过电容进行隔离。每种方法都有其适用场景，应根据具体需求和纹波带宽选择合适的方法。 通过示波器测量电源纹波，不仅可以得到纹波的电压值，还能观察到其波形特性，有助于分析电源质量并优化设计。在测量过程中，注意避免引入额外的噪声，例如缩短接地线长度，使用屏蔽良好的探头，以及设置合适的带宽限制。对电源纹波的深入理解和精确测量，对于提升电源系统的稳定性和设备的可靠性至关重要。

本篇文章全面介绍了电子负载的原理，尤其对电子负载在LED测量过程中存在的误区进行重点介绍。不仅如此，在本文当中还提出了一些可行的解决方法，以便得到较为稳定的电流数据。希望大家在阅读过本篇文章之后能够有所收获。 在LED电源测试中，电子负载扮演着至关重要的角色。然而，使用电子负载的过程中存在一些常见的误区，这可能导致测试结果的不准确，甚至影响LED电源产品的质量和安全性。本文旨在深入解析这些误区并提供解决方案。 电子负载的CV（Constant Voltage，恒定电压）模式是LED电源测试的基础。在CV模式下，电子负载通过电压负反馈电路来维持LED电源输出电流的稳定，以保持电容上的电荷平衡，从而达到恒定电压。决定CV精度的关键因素有两个：负载的带宽和LED电源输出电容的大小。如果负载带宽不足以跟踪电流变化，可能会导致输出电压震荡，增加电流纹波，影响测试结果的准确性。 负载带宽不足时，LED电源输出电流纹波高的问题尤为突出。此时，负载输入电压的剧烈变化会使LED输出电容进行大电流充放电，增大电流纹波。因此，选择具有足够带宽的电子负载至关重要。满量程电流上升时间是衡量负载带宽的一个间接指标，数值越小，表示负载响应速度越快，带宽越高。 此外，一些用户错误地认为数据跳动小的负载更适合LED测试。实际上，数据稳定性可以通过增加数据滤波时间来实现，但这可能导致低采样率下的测量结果失去准确性。为了确保测量的精确性，提高数据采样率才是关键。 在LED电源测试中，还需要关注以下几个要点： 1. 满量程电流上升时间：这是保证准确带载的基础，应尽可能选择数值较小的负载。 2. 数据采样率：高采样率能提供更准确的测量结果，应优先考虑。 3. Vpp（电压峰峰值）实时显示：Vpp的变化可以帮助判断测量数据的可信度。 4. 滤波速度调节功能：虽然可以改善数据稳定性，但不应过度依赖，因为过度滤波可能导致数据失真。 市场上有些号称专门用于LED电源测试的电子负载，可能实际上是通用电子负载改造而来，其带宽和采样率可能并不符合要求。这些负载可能会通过增加滤波强度、调整电压反馈环或内部加装电容来改善电流稳定性，但这可能导致测量结果的不可靠。 正确理解和使用电子负载对于LED电源的测试至关重要。在选择和操作电子负载时，应充分考虑带宽、采样率、Vpp监测和滤波等因素，以确保测试的准确性和有效性。同时，避免被市场上不合规的“专用”电子负载误导，确保选用具备高性能指标的设备，才能有效地评估和优化LED电源的性能。

　本文介绍测量开关调节器中的输出纹波和开关瞬变的有效方法。对这些参数的测量要求非常仔细，因为糟糕的设置可能会导致读数错误，示波器探针信号和接地引线形成的环路会导致产生寄生电感。这样会增加与快速开关瞬变有关的瞬变幅度，因此必须保持较短的连接、有效的方法以及宽带宽性能。此处，采用ADP2114双通道2 A/单通道4 A同步降压DC-DC转换器，演示测量输出纹波和开关噪声的方法。

在某FPGA系统中，对电源系统进行调试，在同样的测试条件下，发现其中有一块板相对其它的板功耗总偏大，进而对其进行调试分析。

文章提出了一种新的调制技术，以提高数字脉冲宽度调制器(PWM)的电源纹波抑制。这种调制技术的特点是使用两个反馈点(开关节点和输出点)，以使在相对低的开关频率下实现高增益和高带宽。由此能够得到高环路增益，提高电源纹波抑制比。通过系统仿真及实验测试证实，与理论分析基本一致。此技术可用于高性能要求的直流电源变换器及高保真音频功率放大器。

1、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。 同样，输出纹波与输出电容的关系：vripple=Imax/（Co&TImes;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。 2、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

. 总结针对计算应用的典型同步降压调节器负载设计规范；Tjcn、负载电流、DC和瞬态调节 . 简单概述带来典型的每相20 - 30 A电流的因素；工作频率、瞬态响应和效率 . 解释三要素概念=>额定输出电流由三个因素确定：输出功率/电流、效率，以及Tjcn-amb热阻抗 . 总结功率级(Power Stage)器件设计特性，优化效率和热阻抗 . 展示在效率、功率损耗和温升等方面的测量数据 . 解释采用如何测量安装在电源板上的零部件的热阻抗 . 探讨受输出电压影响的效率和热阻抗，及所产生的HS/LS占空比(duty cycle) . 结论 II.典型的同步降压计算负载规范 针对典型的同步降压调节器计算负载需求，对功率级系列部件进行优化。这些应用将具有大范围的电流水平且可以是单相或者多相。通过在每相基准上比较电源系统(power train)规范，我们注意到，许多设计显示了共同的工作范围。典型的每相电源系统规范为： . 电源系统占空比为5 % - 40 % . 工作频率：300 kHz到600 kHz . 负载功率：25 W . 负载电流：25 A 针对此设计范

电感是开关电源中常用的元件，由于它的电流、电压相位不同，所以理论上损耗为零。电感常为储能元件，也常与电容一起用在输入滤波和输出滤波电路上， 用来平滑电流。电感也被称为扼流圈，特点是流过其上的电流有“很大的惯性”。换句话说，由于磁通连续特性，电感上的电流必须是连续的，否则将会产生很大的 电压尖峰。