如何合理的測試DCDC電源第四部分，測試噪聲和瞬態(tài)性能

如何正確測試 DC/DC 電源以確保其在各種工作條件下可靠工作。該系列旨在讓設計工程師充分了解驗證可靠電源設計所需的部分測試，但不一定是全部測試。我們將討論如何測量開關電源中的各種噪聲源和輸出電壓誤差。我們還討論了良好的示波器探測技術，以幫助確保準確的測量。

測量噪聲的良好探測技術

使用示波器測量噪聲時，請注意確保您看到的實際上是來自電路的噪聲，而不是耦合到示波器探頭的噪聲。要進行準確測量，請使用無源探頭可用的最短接地線，或使用帶探針的有源/差分探頭。有源探頭通?？商峁┳罴呀Y(jié)果，但許多探頭的電壓限值低于您可能正在測量的電壓。此外，一些有源探頭的交流耦合能力有限，導致測量噪聲時遇到困難。在嘗試將其用于電源測試之前，請參閱特定有源探頭的操作手冊。

噪音

電源噪聲可能由許多不同的來源產(chǎn)生。與任何放大器一樣，所有電源都會產(chǎn)生低水平的噪聲，例如熱噪聲，而開關模式電源會因其固有的開關而產(chǎn)生噪聲。雖然線性穩(wěn)壓器也會產(chǎn)生噪聲，但此處不討論該主題。

為獲得最佳結(jié)果，請使用具有適當帶寬和采樣率的示波器。如前所述，確保使用良好的無源或有源探頭進行這些測量。否則，可能會拾取環(huán)境噪聲并導致錯誤讀數(shù)。如果使用無源探頭，則需要短接地彈簧或接地短線。將其直接放置在輸出電容上。小心避免將探頭或探頭接地線放置在任何電感器或變壓器附近，因為這可能會導致磁耦合到探頭中，再次導致錯誤讀數(shù)?；鹃_關模式電源噪聲可分為兩種不同類型：紋波和瞬態(tài)開關噪聲。

測量負載瞬態(tài)性能

負載瞬變是電壓下降和/或過沖，當負載電流在其輸出上發(fā)生瞬時變化時，會在電源輸出上發(fā)生。

瞬態(tài)幅度是許多變量的函數(shù)，包括調(diào)節(jié)電路。實際負載電流變化和變化率對瞬態(tài)的幅度有顯著影響。為了進行正確的測試，必須定義最壞情況下的負載階躍和壓擺率。

1. 在將直流電源連接到電源電路之前，請設置正確的輸入電壓并驗證極性是否正確。

2. 將動態(tài)負載連接到電源輸出。設置電子負載以提供最大輸出電流的 10% 至 90% 的開關負載(或確定為特定系統(tǒng)的實際限制的預定水平)。將開關占空比設置為 50%，將開關頻率設置為幾百赫茲。根據(jù)被驅(qū)動的負載或系統(tǒng)規(guī)范設置電子負載的轉(zhuǎn)換速率。

3. 使用非常短的接地彈簧或?qū)Ь€接地短截線將示波器連接到輸出電容器上。將示波器設置為具有適當偏移的交流耦合或直流耦合。使用正常觸發(fā)模式，在示波器上設置帶寬限制，以幫助提供更清晰的波形，從而更輕松地進行測量。

4. 將電源連接到輸入。

5. 加電，調(diào)整示波器的垂直增益以測量正負瞬態(tài)尖峰。在正常觸發(fā)模式下，設置一個正斜率來捕獲過沖(當負載降低時)。設置一個負斜率觸發(fā)來測量下沖和下降(當負載增加時)。

6. 注意峰值電壓和恢復到標稱輸出電壓 10% 以內(nèi)所需的時間。注意：雖然沒有必要，但如果提供的話，從電子負載的觸發(fā)輸出觸發(fā)示波器可能會很有用。

測量線路瞬態(tài)性能

線路瞬變是當輸入電壓發(fā)生瞬時變化時電源輸出上發(fā)生的下降和/或過沖。瞬態(tài)幅度是包括調(diào)節(jié)電路在內(nèi)的許多變量的函數(shù)。實際線電壓變化和變化率對瞬態(tài)的幅度有顯著影響。為了進行正確的測試，必須定義最壞情況下的線路電壓階躍和壓擺率。

1. 將動態(tài)負載連接到輸出線。將電子負載設置為預期的最大輸出電流。

2. 將直流電源設置為在預期的最小和最大輸入電壓之間切換(手動或自動，如果電源有能力)。

3. 將電源連接到輸入。

4. 使用非常短的接地彈簧或短線將示波器連接到輸出電容器上。將示波器設置為具有正常觸發(fā)的交流耦合(或具有適當偏移電壓的直流耦合)?？梢栽谑静ㄆ魃蠁⒂脦捪拗?，以幫助提供更清晰的波形，從而使測量更容易。

5. 通電，調(diào)整示波器的垂直增益并測量正負瞬態(tài)尖峰。將示波器設置為正常觸發(fā)模式，正斜率用于捕獲過沖，設置為負斜率以測量下沖和下降。

注意峰值電壓和恢復到標稱輸出電壓 10% 以內(nèi)所需的時間。