車充、車載直流電源的拆解測試(2)

上一篇我們拆解了“白”， 接著拆！拆解測試使用的儀器，同樣是RIGOL的DSA815頻譜儀，自制的近場探頭，RIGOL的DP832直流電源,和一臺數(shù)字示波器，RIGOL的DS1104Z,它有100MHz的測量帶寬，4個(gè)測量通道，存儲深度標(biāo)配達(dá)12M個(gè)采樣點(diǎn)，選配達(dá)24M個(gè)采樣點(diǎn)，開關(guān)電源測試，需要捕獲長時(shí)間的信號，存儲深度很重要。

使用DP832對被測物提供12V的直流供電，由于電源在空載和帶載時(shí)的工作狀態(tài)會有不同，輸出特性也會有所不同，我把這個(gè)車載電源的5V輸出接到行車記錄儀作為負(fù)載，以便觀察實(shí)際工作情況。作為開關(guān)類電源，負(fù)載不同，對輸出也會有些影響，業(yè)界在平常測試時(shí)通常在使用電阻作為測試負(fù)載，也有用電子負(fù)載的。

時(shí)域+頻域測量的設(shè)置如下圖所示：

時(shí)域+頻域測量的設(shè)置

接著拆解第二個(gè)，黑色的，標(biāo)記為“黑1”。

它采用的是另一套電路方案，是由另一種單片集成電路和外圍電路組成，也是一種降壓開關(guān)型的DC到DC變換器，芯片可工作的開關(guān)頻率介于100kHz ~ 380KHz之間，拆解圖如圖九所示，電路示意圖如圖十所示。

九： “黑1”的拆解圖

圖十： “黑1”采用的電路方案示意圖

把示波器的探頭接到功率開關(guān)管的輸出端上，我們測一下在這個(gè)管腳上的實(shí)際的開關(guān)信號波形，這是個(gè)方波形狀，測得的開關(guān)頻率是~368KHz，如圖十一所示。憑經(jīng)驗(yàn)判斷，這樣的沿很陡的方波狀的開關(guān)波形對后面的濾波電路可是個(gè)不小的挑戰(zhàn)。

圖十一：功率開關(guān)管輸出端上的信號波形

這個(gè)方波形狀的信號經(jīng)過后面的濾波電路之后的實(shí)際輸出波形會如何？我們通過DS1104Z能看到經(jīng)過濾波后的5V的直流電壓上面果然有著一群明顯的“毛刺”，峰峰值可真不低，如圖十二所示。

圖十二： “黑1”的5V輸出直流電壓上的開關(guān)紋波

通過設(shè)置示波器通道的AC耦合之后，我們能測到這些尖峰狀的紋波的峰峰值有~2.12V左右,真不小。

圖十三：尖峰狀的紋波

這些大的尖峰狀“開關(guān)毛刺”肯定會產(chǎn)生不小的EMI。我們再用DSA815頻譜儀和近場探頭實(shí)測一下它的EMI情況，的確！結(jié)果發(fā)現(xiàn)一群頻率分布范圍很廣的由基波頻率是365KHz以及是它的頻率的整數(shù)倍的諧波群組成的干擾信號?？梢韵胂?，由于這些尖峰有著豐富的頻譜分量，峰峰值又很大，所以，產(chǎn)生的電磁干擾的強(qiáng)度也不會小。

圖十四：“黑1”的EMI的頻率成份

圖十五：“黑1”的電磁輻射頻率范圍分布很寬

當(dāng)您在開著車，手機(jī)在充著電的時(shí)候，陪伴著您的不只是“它”，而是一群喧鬧的“它們”！

通過拆解和微測可以看到，“黑1”采用的電路方案與“白”截然不同，特性也截然不同。其實(shí)，這個(gè)“黑1”就是我上次提到過的“標(biāo)配的”用于給行車記錄儀供電的那個(gè)，由于它有較大的紋波/大的電磁干擾，對我的車載收音機(jī)構(gòu)成了嚴(yán)重的干擾。網(wǎng)上一搜，你會發(fā)現(xiàn)有不少朋友遇到了裝了行車記錄儀或?qū)Ш街缶陀龅搅塑囕d收音機(jī)被干擾的問題，不知所配的電源是否也是這類的，這個(gè)問題我已經(jīng)在《行車記錄儀等設(shè)備對車載收音機(jī)的電磁干擾》那篇里做了測試和分析，發(fā)現(xiàn)電源的問題很嚴(yán)重。

“白”與“黑1”都很有個(gè)性，都挺“任性的”。還有沒有其他性格的？尤其是“好性格的”？且聽下回分解。