利用示波器有效輔助開關(guān)電源設(shè)計(jì)Q/A

使用示波器" title="示波器">示波器來測量開關(guān)電源" title="開關(guān)電源">開關(guān)電源的參數(shù)

優(yōu)化開關(guān)電源的設(shè)計(jì)

Q1：開關(guān)電源輸出電壓的紋波" title="紋波">紋波是一個(gè)重要的指標(biāo)，如何正確使用示波器來測量這個(gè)指標(biāo)？

A1：紋波的定義是附著于直流電平之上的包含周期性與隨機(jī)性成分的雜波信號(hào)，英文稱為 PARD (Periodic And Random Deviation）。它的定義是雜波的峰峰值。測量紋波要注意的事項(xiàng)：

示波器探頭地線會(huì)帶來很大紋波，應(yīng)該拔掉地線直接使用探頭內(nèi)地線進(jìn)行測量。當(dāng)然，最好的測量方法是使用50歐姆終端電阻，用BNC電纜直接聯(lián)結(jié)到示波器，這里應(yīng)該注意該50歐姆電阻要考慮功耗，可能要大功率電阻。

相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求，比如是否要分出周期性工頻紋波和開關(guān)紋波，高頻噪聲等。再比如，測量頻率是否要限制在20MHz以下。

Q2：開關(guān)電源總會(huì)有電磁輻射，同時(shí)也有可能受到其他電器設(shè)備的干擾。怎樣做才能達(dá)到開關(guān)電源即不受其他電器的干擾，又有效地防止其向外輻射呢？

A2：開關(guān)電源因工作在高電壓大電流的開關(guān)狀態(tài)下，其引起的電磁兼容性問題是相當(dāng)復(fù)雜的。從整機(jī)的電磁兼容性講，主要有共阻抗耦合、線間耦合、電場耦合、磁場耦合和電磁波耦合幾種。電磁兼容產(chǎn)生的三個(gè)要素為：干擾源、傳播途徑及受干擾體。共阻抗耦合主要是干擾源與受干擾體在電氣上存在共同阻抗，通過該阻抗使干擾信號(hào)進(jìn)入受干擾對象。線間耦合主要是產(chǎn)生干擾電壓及干擾電流的導(dǎo)線或PCB線，因并行布線而產(chǎn)生的相互耦合。電場耦合主要是由于電位差的存在，產(chǎn)生的感應(yīng)電場對受干擾體產(chǎn)生的耦合。磁場耦合主要是大電流的脈沖電源線附近產(chǎn)生的低頻磁場對干擾對象產(chǎn)生的耦合。而電磁波耦合，主要是由于脈動(dòng)的電壓或電流產(chǎn)生的高頻電磁波，通過空間向外輻射，對相應(yīng)的受干擾體產(chǎn)生的耦合。實(shí)際上，每一種耦合方式是不能嚴(yán)格區(qū)分的，只是側(cè)重點(diǎn)不同而已。

從電磁兼容性的三要素講，要解決開關(guān)電源的電磁兼容性，可從三個(gè)方面入手。1）減小干擾源產(chǎn)生的干擾信號(hào)；2）切斷干擾信號(hào)的傳播途徑；3）增強(qiáng)受干擾體的抗干擾能力。在解決開關(guān)電源內(nèi)部的電磁兼容性時(shí)，可以綜合運(yùn)用上述三個(gè)方法，

以成本效益比及實(shí)施的難易性為前提。對開關(guān)電源產(chǎn)生的對外干擾，如電源線諧波電流、電源線傳導(dǎo)干擾、電磁場輻射干擾等，只能用減小干擾源的方法來解決。一方面，可以增強(qiáng)輸入輸出濾波電路的設(shè)計(jì)，改善有源功率因數(shù)校正（APFC）電路的性能，減少開關(guān)管及整流續(xù)流二極管的電壓電流變化率，采用各種軟開關(guān)電路拓?fù)?/strong>及控制方式等。另一方面，加強(qiáng)機(jī)殼的屏蔽效果，改善機(jī)殼的縫隙泄漏，并進(jìn)行良好的接地處理。而對外部的抗干擾能力，如浪涌、雷擊應(yīng)優(yōu)化交流輸入及直流輸出端口的防雷能力。通常，對1.2/50μs開路電壓及8/20μs短路電流的組合雷擊波形，因能量較小，可采用氧化鋅壓敏電阻與氣體放電管等的組合方法來解決。