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如何测量开关电源输出纹波电压?

时间:2023-08-07 15:53:34 点击:62244次



对开关电源而言,输出纹波电压的大小是一个重要指标,但要想准确测量输出纹波电压值却并不容易。这是因为开关电源中的高速开关电路会产生尖峰脉冲电压,这种共模干扰信号叠加在输出纹波电压上并具有很大的能量,所以必须消除这种噪声。下面介绍一种能消除共模噪声干扰的测量方法。

在用示波器观察输出电压Uo的波形时,可采用差分输入法准确测量输出纹波电压,电路如图所示。示波器的A、B两个交流(AC)输入人通道经过探头匹配装置分别接探头①和探头②。其中,探头①接Uo的正端,探头②接Uo的负端,两个探头的接地线分别用导线③、④表示。使用该方法时,探头①和探头②用来拾取纹波电压,而在接地线③、④上可分别获得尖峰脉冲电压。由于采用差分输人法,只要两个探头匹配的好,在③和④上所得到的尖峰脉冲电压就大小相等、相位相反,二者互相抵消后,从示波器观察到的就是消除共模干扰后的输出纹波电压波形。
如何测量开关电源输出纹波电压?

如果需要测量输出纹波电压的有效值,可在示波器的输入端接一块交流数字电压表。为了在测量中扣除噪声电压,首先将交流数字电压表的正输人端接Uo的负端,并记下读数1;然后再接Uo的正端,记下读数2,这两个读数的差值就是输出纹波电压的有效值。

测量时必须注意以下事项:

(1)由于输出纹波电压的波形是非正弦波,因此不能采用平均值响应的交流数字电压表,必须使用真有效值数字电压表。普通数字万用表的交流电压挡属于平均值仪表,是按照正弦波有效值与平均值的确定关系而设计的。因此仅适合测量不失真的正弦波,无法测量严重失真的正弦波,更不能测量方波、矩形波、锯齿波、噪声等非正弦波。利用真有效值仪表可以准确、实时地测量各种波形的有效值电压。所谓真有效值是“真正有效值”之意,其英文缩写为TRMS(True Root Mean Square)),亦称真均方根值。因为它是基于有效值定义式而计算出的,故称之为真有效值。真有效值数字电压表具有准确度高、响应速度快,测量面广的特点。

(2)交流数字电压表的一3dB带宽至少应为被测信号带宽的3倍。



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