基于SY8843开关稳压器的电源纹波测试方案

发布时间:2023-06-26  

今天分享电源纹波测试相关内容。

开关稳压器因其具有非常高的效率优势,正在各个领域逐渐替代线性稳压器。

但由于开关稳压器通常被认为具有很大的输出纹波(Ripple),所以很多工程师在高性能和噪声敏感型系统中只考虑使用低压差(LDO)稳压器。

而事实上,现今很多高性能开关稳压器都已经可以实现较小的输出纹波,也同样可以胜任许多高性能应用和噪声敏感型系统。因此,能正确地测量开关稳压器的输出纹波就可以为很多设计提供更好的视角打下更良好的基础。

本期小编就带给大家简单总结一下开关稳压器的测量方法。  

开关稳压器

本次用于展示输出纹波测量方法的开关稳压器是矽力杰的SY8843,这是一颗1.5MHz开关频率,3A输出电流的高效率同步降压DC/DC,拥有极小的输出纹波。  

4140479e-04cc-11ee-90ce-dac502259ad0.png

  在测量输出纹波时,不同的测量方法收集到干扰的噪声不同,测量结果掩盖在噪声中,影响了对电源转换器性能的评估。接下来我们将简单介绍测试纹波的常见错误以及正确操作示范。   示波器测试纹波

我们会使用示波器进行纹波大小的测试。

一个新手工程师可能会用如下错误方式测试输出纹波,并得到以下结果。  

41497634-04cc-11ee-90ce-dac502259ad0.jpg

图1 错误示例  

41778e34-04cc-11ee-90ce-dac502259ad0.png

图2 (CH1输出纹波 CH4输出电流)

这种测试方式的错误之处在于,直接使用了示波器探头的长接地引线。这使得信号端和引线形成了较大的环路,从而会引入额外的电感,并在开关转换过程中产生严重的振铃。如图中的大幅度瞬变并不是开关稳压器的实际输出纹波,只是一种测量假象。  

418b2be2-04cc-11ee-90ce-dac502259ad0.png

图3 (CH1输出纹波 CH4输出电流)

相较图2,图3是在相同测试方法下开启了示波器的带宽限制测得的结果,这样也只能抑制带宽之外的瞬变,测得的依然并非是实际的纹波状态。

改善测试纹波

为了减小杂散电感,常见的方法是拆除标准示波器探头的长接地引线,将其管体连接至接地基准点,使整个探测环路最小化。我们可以通过使用ECB 到探头尖端适配器(图4)或者线圈来实现。一个常见的直插电阻就能方便地被DIY成一个线圈(图5)。  

4193f682-04cc-11ee-90ce-dac502259ad0.png

图4 使用ECB到探头尖端适配器 图5 错误示例

下图是使用上述方式测得的输出纹波波形。相较于图3的波形,高频的瞬变已得到了明显的改善。  

41ca5bc8-04cc-11ee-90ce-dac502259ad0.png

图6 (CH1输出纹波 CH4输出电流)

但这仍然不是真正的开关稳压器的输出纹波。这是因为示波器的探测尖端测量的是EVB板的输出,其到开关稳压器的输出之间的走线存在着寄生电感。

为了测量开关稳压器真正的输出纹波,我们建议改为直接在输出电容上进行探测,如图7所示。  

41cee58a-04cc-11ee-90ce-dac502259ad0.jpg

图7 正确示范操作

下图为使用该方法测得的输出纹波波形。  

41ea253e-04cc-11ee-90ce-dac502259ad0.png

图8(CH1输出纹波 CH4输出电流)   正确操作示范

对于只需要关心输出纹波峰峰值大小的应用,图8的结果已经足够了。但是若想要了解更多纹波的细节,那么图8的波形则尚嫌不足。

这是因为我们使用的是常见的X10倍示波器探头,真实的信号会先经过1/10分压进入示波器进行采样。在输入纹波很小,并且经过1/10分压后,其与示波器的本底噪声相近,所以图8的波形上实际叠加了很多示波器的本底噪声。

因此,我们建议使用1倍无源探头或使用­同轴电缆,如图9 所示。  

41f84ec0-04cc-11ee-90ce-dac502259ad0.png

图9 推荐示例

采用同轴电缆测得的开关稳压器的输出纹波波形如图11所示,我们除了能更准确地测得输出纹波的峰峰值之外,还能看到更多细节,诸如因为输出电容ESL导致的纹波瞬变。这些细节能可以更好地协助工程师进行下一步的设计。  

420330c4-04cc-11ee-90ce-dac502259ad0.png

图10 CH1同轴电缆与CH2 10X探头的测试对比  

422876ea-04cc-11ee-90ce-dac502259ad0.png

图11 使用同轴电缆测得开关稳压器的输出纹波

让我们来简单做一个小结,开关稳压器输出纹波的测量方法过程可以概括如下:

1. 使用示波器的带宽限制功能; 2. 使用ECB到探头尖端适配器或者线圈的方式进行最小环路接地; 3. 直接测量稳压器输出电容两端的信号; 4. 推荐使用1倍探头或­同轴电缆进行测量。


文章来源于:电子工程世界    原文链接
本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。

相关文章

    中的电流大小,将不影响二极管两端的电压,即二极管的反向击穿电压不随反向电流的变化而改变,这就是稳压二极管的稳压特性,测试电路如图。   测试方法:将示波器调到正常工作状态,两通道的输入耦合开关置“DC......
    发光管已坏。用如图所示方法检测,可以测出该led的伏安特性。 六、稳压二极管的极性,好坏和稳压值的检测 (1)稳压二极管极性的判断 稳压二极管是一种工作在反向击穿区、具有稳定电压作用的二极管。其极性与性能好坏的测量与普通二极管的测量方法......
    的电流等于R7电阻的电流,所以即使R2负载的电源为可变电压电源,R2负载的电流也是保持固定不变,达到恒流的效果。 3.稳压二极管恒流电路 除去运用三极管与运放设计的恒流电路,今天再介绍另外一种恒流方案,主要是利用稳压二极管的稳压......
    哥介绍另外一种恒流电路设计方案,主要是利用稳压二极管的稳压特性 稳压二极管恒流电路 稳压二极管的恒流电路中,三极管Q4的基级电压被限定在稳压二极管......
    测或制作时,可以用来测量器件的各脚电压,与正常时的电压比较,即可得出是否损坏。还可以用来检测稳压值较小的稳压二极管的稳压值,其原理如图:R为1K,电源端的电压视稳压管的标称稳压值而定,一般比标称电压大3V以上......
    用来测量器件的各脚电压,与正常时的电压比较,即可得出是否损坏。还可以用来检测稳压值较小的稳压二极管的稳压值,其原理如图:R为1K,电源端的电压视稳压管的标称稳压值而定,一般比标称电压大3V以上,但不要超过15V。再用......
    稳压二极管等。 2、识别方法二极管的识别很简单,小功率二极管的N极(负极),在二极管外表大多采用一种色圈标出来,有些二极管也用二极管专用符号来表示P极(正极)或N极(负极),也有......
    (如1N4004)、隔离二极管(如1N4148)、肖特基二极管(如BAT85)、发光二极管稳压二极管等。 2、识别方法二极管......
    十种全波整流电路 。 除去运用三极管与运放设计的恒流电路,介绍另外一种恒流电路设计方案,主要是利用稳压二极管的稳压特性。 稳压二极管......
    动态变化要小; 需要稳定的整流电压(Udc)可以加一个稳压二极管稳压二极管的稳压......

我们与500+贴片厂合作,完美满足客户的定制需求。为品牌提供定制化的推广方案、专属产品特色页,多渠道推广,SEM/SEO精准营销以及与公众号的联合推广...详细>>

利用葫芦芯平台的卓越技术服务和新产品推广能力,原厂代理能轻松打入消费物联网(IOT)、信息与通信(ICT)、汽车及新能源汽车、工业自动化及工业物联网、装备及功率电子...详细>>

充分利用其强大的电子元器件采购流量,创新性地为这些物料提供了一个全新的窗口。我们的高效数字营销技术,不仅可以助你轻松识别与连接到需求方,更能够极大地提高“闲置物料”的处理能力,通过葫芦芯平台...详细>>

我们的目标很明确:构建一个全方位的半导体产业生态系统。成为一家全球领先的半导体互联网生态公司。目前,我们已成功打造了智能汽车、智能家居、大健康医疗、机器人和材料等五大生态领域。更为重要的是...详细>>

我们深知加工与定制类服务商的价值和重要性,因此,我们倾力为您提供最顶尖的营销资源。在我们的平台上,您可以直接接触到100万的研发工程师和采购工程师,以及10万的活跃客户群体...详细>>

凭借我们强大的专业流量和尖端的互联网数字营销技术,我们承诺为原厂提供免费的产品资料推广服务。无论是最新的资讯、技术动态还是创新产品,都可以通过我们的平台迅速传达给目标客户...详细>>

我们不止于将线索转化为潜在客户。葫芦芯平台致力于形成业务闭环,从引流、宣传到最终销售,全程跟进,确保每一个potential lead都得到妥善处理,从而大幅提高转化率。不仅如此...详细>>