图文详解电源芯片纹波电压测试体例-KIA MOS管
信息来历：本站 日期：2023-07-12
输出低频纹波
(1) 增添输出低频滤波的电感、电容容量及数目
低频纹波与输出电路的滤波电容容量及 ESR 相干：
充放电时的电压起落量：Vripple1=Imax/(Co×f)——加大输出电容值，能够或许减小纹波 ；
电流进/出电容时 ESR 上电压降量：Vripple2=I*ESR—-接纳并联的体例减小 ESR 值,或利用 Low ESR 电容，能够或许减小纹波；
但电容的容量不能够或许无穷制地增添，是以可别的接纳前馈节制体例，下下降频纹波份量(前馈节制 feed forward control(FFC)是按照扰动发生校订感化的一种调理体例，其目标是加快体系呼应速率，改良体系的调理品德，首要用于一些纯滞后或容量滞后较大的被控参数的节制)；
(2) 增添输出走线(Trace)的宽度。
高频纹波
高频纹波噪声来历于高频功率开关变更电路。
(1) 恰当进步开关频次，以进步高频纹波频次；
(2) 接纳多级滤波。
寄生参数引发的共模纹波噪声
首要因为功率器件与散热器底板，变压器原、副边之间存在寄生电容及导线存在寄生电感引发。
(1) 减小与节制功率器件、变压器与机壳地之间的寄生电容，并将散热器有用接地(可挑选经由进程电容接地，或电容串 电阻接地)，同时在输出侧加共模电感及电容;
(2) 下降开关尖刺幅度(下降漏感、开关管与整流管的寄生电容，恰当调剂 RCD 参数等）。
功率器件开关进程中发生的超高频谐振噪声
首要来历于：
(1) 高频整流二极管反向规复时二极管结电容、功率器件开关时功率器件结电容与线路寄生电感的谐振，其频次一 般为 1-10MHz；能够或许经由进程选用软规复特征二极管、结电容小的开关管和削减布线长度等办法能够或许削减超高频谐振 噪声。
(2) 散布及寄生参数引发的开关电源噪声
开关电源的散布参数是大都搅扰的内涵身分，开关电源和散热器之间的散布电容、变压器初度级之间的散布 电容、原副边的漏感都是噪声源。
共模搅扰便是经由进程变压器初、次级之间的散布电容和开关电源与散热器之间的散布电容传输的。此中变压 器绕组的散布电容与高频变压器绕组布局、制作工艺有关。
能够或许经由进程改良绕制工艺和布局、增添绕组之间的绝缘、接纳法拉第屏障等体例来减小绕组间的散布电容。
而开关电源与散热器之间的散布电容与开关管的布局和开关管的装置体例有关。接纳带有屏障的绝缘衬垫 能够或许减小开关管与散热器之间的散布电容。
设想 PCB 板最好注重以下几点:
从输出到输出最好按挨次走线；
开关变压器底下和四周不走取样电路，掩护电路，主芯片及振荡相干电路的线路；
总接地点取在输出滤波电容上比拟适合，各电路接地点应从总接地点别离引出；
驱动旌旗灯号到开关管走线尽能够或许短，且尽能够或许的粗，开关变压器到输出整流管也是一样；
闭环调理节制引发的纹波噪声
在调理器输出增添对地的弥补收集，调理器的弥补可按捺调理器自激引发的纹波增大；
公道挑选闭环调理器的开环缩小倍数和闭环调理器的参数，开环缩小倍数过大有时会引发调理器的振荡或自激，使输出纹彼含量增添，太小的开环缩小倍数使输出电压不变性变差及纹波含量增添，以是调理器的开环缩小倍数及闭环调理器的参数要公道拔取，调试中要按照负载状态停止调理，以取得充足的环路不变裕量。
在反应通道中不增添纯滞后滤波关键，使延时滞后降到最小，以增添闭环调理的疾速性和实时性，对按捺输出电压纹波是无益的。
按照上述内容，纹波电压在电源电路中是没法完全消弭的，只能尽能够或许减小，即便接纳电池供电也会因负载的动摇而发生涟漪。
1、 前端毗连线和地环路的长度：长的地环路会拾取更多开关电源的电磁辐射和地噪声，是以须要利用尽能够或许短的地线毗连。
2、 探头的衰减比：大衰减比的探头会使得小旌旗灯号幅度加倍微小，乃至覆没在示波器底噪声里，以是应当尽能够或许利用 1:1 衰减比的探头。
3、 带宽限定：良多电磁噪声和示波器的底噪声都是宽带的，设置适合的带宽限定能够或许滤除额定的噪声。良多电源纹波噪声测试场所利用 20MHz 的带宽限定，也有些芯片会请求测到 80MHz 或 200MHz。
4、 丈量量程：凡是会在小量程档下（比方 10mv/格或 20mv/格）停止电源纹波的测试。量程打得越大，示波器的底噪声越高。但有些示波器的偏置规模无穷，在小档位下时能够或许不能够或许把被测的直流电压旌旗灯号拉回到屏幕中间四周停止丈量，以是良多时辰会利用示波器的 AC 耦合功效把直流断绝掉再停止纹波噪声测试。
5、 输出阻抗：良多示波器有 50 欧姆和 1M 欧姆的输出阻抗挑选，凡是 50 欧姆输出阻抗下示波器的底噪声更低。不过示波器毗连大局部无源探头时城市主动把阻抗切换到 1M 欧姆，只要毗连有源探头或同轴电缆时才能够或许设置为 50 欧姆输出阻抗。
在停止现实测试之前，一个比拟好的习气是先查抄一下以后利用的装备和设置下的体系的底噪声。
上面图中的 5 个波形别离是利用 500M 的 S 系列示波器在利用差别的探头和带宽设置下的底噪声成果。
波形从上到下顺次为：50 欧姆输出阻抗，1:1 探头，500MHz 带宽；1M 欧姆输出阻抗，1:1 探头，20MHz 带宽；1M 欧姆输出阻抗，1:1 探头，500MHz 带宽；1M 欧姆输出阻抗，10:1 探头，20MHz 带宽；1M 欧姆输出阻抗，10:1 探头，500MHz 带宽。
其底噪声的峰峰值从不到 1mV 直到靠近 30mV，可见测试中探头、带宽、输出阻抗设置的主要性。
若是手头其实不适合的低衰减比的探头，也能够或许参考下图用 50 欧姆的同轴电缆用以下体例便宜一个探头。
现实上便是把电缆的一头接在示波器上，示波器设置为 50 欧姆输出阻抗；电缆的另外一头剥开，屏障层焊接在被测电路地上，中间导体经由进程一个隔直电容毗连被测的电源旌旗灯号。
这类体例的长处是低本钱，低衰减比，错误谬误是一致性不好，隔直电容参数及带宽不好节制。
TPS62111RSAR 纹波设想值
TPS62111RSAR 纹波实测值
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