SMPS產(chǎn)品的紋波測試問題一直是大家爭論的焦點(diǎn); 一般,SMPS產(chǎn)品紋波值應(yīng)該是小于其產(chǎn)品輸出電壓的2%,也是多數(shù)電源制造商保證的限值.這個(gè)保證局限于制造商指定的測試方法或行業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的測試方法:(eg:EIAJ方法被多數(shù)國外品牌電源企業(yè)采用).
無論電源輸出紋波極限是多少,如果SMPS輸出接線方法設(shè)計(jì)不當(dāng),負(fù)載端的紋波電壓將會(huì)更高,盡管開關(guān)電源本身的紋波低,例如:假設(shè)按以下方法接線:
Vo = Vout – Iout*2r
分開其AC,DC 分量:
Vo(dc) + Vo(ac) = Vout(dc) + Vout(ac) – Iout(dc)*2r – Iout(ac)*2r
其中AC分量:
Vo(ac) = Vout(ac) – Iout(ac)*2r
負(fù)載端紋波電壓= SMPS 上紋波電壓 - 電纜上紋波電壓;
解決方案:
按經(jīng)驗(yàn)10毫歐被認(rèn)為是很低的阻值,因此,非常容易忽視電纜阻抗的重要性.但是在開關(guān)負(fù)載(如:馬達(dá),繼電器線圈等和穩(wěn)定負(fù)載并聯(lián)時(shí),輸出端負(fù)載共享電流路徑,(例如圖1的測試接線方法)那么電流與導(dǎo)線阻抗相乘得到的導(dǎo)線壓降(△V)疊加在原紋波電壓上,那么測試到的紋波電壓就很高.
在這種情況下,最有效的解決方法是將分離穩(wěn)定負(fù)載和開關(guān)負(fù)載的電纜連線,例如:
在Vo(1),由于SMPS有原始的紋波電壓:
Vo(1) = Vout – Io(1)*2r
將電壓/電流的DC,AC 分量分開測試.
Vo(1ac) = Vout(ac),
(Note: 由于穩(wěn)定的負(fù)載Io(1)沒有AC分量)
現(xiàn)在Vo(1)已經(jīng)有效的與并聯(lián)的開關(guān)負(fù)載實(shí)現(xiàn)了隔離.
這種解決方法產(chǎn)生的紋波電壓只表現(xiàn)在Vo(2)上(因?yàn)槭情_關(guān)負(fù)載),類似于上面的描述,它的紋波電壓是:
Vo(2ac) = Vout(ac) – Iout(2ac)*2r
需要提醒的是這一方案不會(huì)改善Vo(2)的紋波電流.
在多數(shù)應(yīng)用中,開關(guān)負(fù)載對(duì)其終端上的紋波電壓既不敏感也不易受其影響,這是由負(fù)載的耐電壓特性決定的,所以以上給出的解決方案目的不在于解決Vo(2)的紋波問題.
出現(xiàn)在Vcc上過高的紋波電壓將會(huì)使某些電路工作不穩(wěn)定,比如:模擬的運(yùn)放電路或微小的信號(hào)處理電路,這些紋波電壓在電路中是噪聲,必須盡量減到最小,可采用LC濾波器電路來減少紋波電壓.
所以上述方案(例圖3:解決方案)是針對(duì)問題根源的解決方法.
附:EIAJ(RC-9002A)標(biāo)準(zhǔn)輸出紋波和噪聲的測試方法:
按圖4:所示的接線,在離SMPS輸出端100mm處外接一個(gè)100uF的電解電容和0.1uF的薄膜電容,示波器帶寬用20MHz,示波器探頭與一個(gè)50歐姆同軸電纜相連接,并在示波器的輸入插孔配上匹配的阻抗元件.
