[转载]电源测试系列之输出纹波噪声(Output Ripple noise Tes他）

zch_genius

[转载]电源测试系列之输出纹波噪声(Output Ripple noise Tes他） [复制链接]

原文地址：电源测试系列之输出纹波噪声(Output Ripple noise Test)作者：Renco

测试目的
    电源的输出电压/电流及输出信号上的纹波噪声大小是引起系统工作不稳定或干扰的重要因素，因此必须对此加以限制。通常我们需要考察电源的输出电压/电流及输出信号上下列要素：
    - 工频信号的幅值(可引发系统间工频的干扰)，
    - 纹波频率及幅值，
    - 高频噪声幅值，
    - 纹波+高频噪声两者总幅值；

    因此，在一般电源的规格中通常会提出如下指标：

    1. 最大纹波噪声值：在规格范围内的输入/出条件下，输出电压(电流或输出信号)上的纹波噪声(包含工频信号)的大小(绝对值)，通常以峰-峰值或有效值表示；

    2. 纹波系数(%)：在规格范围内的输入/出条件下，输出电压(或输出信号)上的纹波有效值Vrms与输出直流电压(或输出信号)Vo之比，即：Ripple=Vrms/Vo×100%，对电流来说即为：Ripple=Irms/Io×100%；

    3. 纹波电压抑制比：在规定的条件下，输入电压(或信号)中的纹波电压Vr-i与输出电压(或信号)中的纹波电压Vr-o之比，即：纹波电压抑制比=Vr-i/Vr-o；对电流来说为：Ripple=Ir-i/Ir-o。 

 

测试条件及示意图
    - 输入：规格中定义的最小、额定及最大输入交/直流电压，最小及最大交流频率
    - 输出：规格中定义的输出最小、最大负载及规格所允许的最小电容及其类型
    - 温度：最低工作温度，常温及最高工作温度

测试要求
1. 示波器设置：
    - 带宽：按照规格中的最低带宽要求设定。对开关频率在几百KHz以下的电源来说，20MHz可满足大部分的测试要求；
    - 采样方式：Sample，Peak或Envelop模式。 Sample模式可以比较好的观察输出纹波(Ripple)及测量噪声(Noise)频率，Peak及Envelop模式则可以较好地衡量输出工频情况及纹波和噪声的整体水平；

    - Timebase：Timebase的设定需要满足待测信号局部信息的观测需要(如幅频特性)，一般满足显示3~5个周期即可。因此，对工频信号的观察，Timebase可设定为10mS；而纹波的观察，则一般设为5uS(一般开关频率在30~80KHz)；但高频噪声的观察，则需要根据实际测量状况加以调整。

2. 探头与测量回路：

测试步骤
    1) 依规格要求设定最低环境工作温度，最小输入电压/频率及最大负载；
    2) 开机1~2分钟后观察输出纹波及噪声的变化；
    3) 若在1~2分钟内示波器显示波形无明显变动，则记录测量数据及保存波形；
    4) 反之则：

       * 改变示波器的最小时间分辨率(时基/Time Base)以显示更多的波形，

       * 检查测试回路是否有接触不良；
    5) 依次改变测试条件(负载，输入电压/频率及环境温度)，重复步骤3、4，测量并记录相应数据。

说明：如果有待机辅助输出，则应同时测量主输出ON及OFF的情况下测量辅助输出的纹波噪声值。

 

判定条件
    - Ripple noise小于规格值
    - 输出纹波噪声中不含工频噪声信号

 

PS: 输出纹波噪声的改善对策，请参考另一篇博文《开关电源输出纹波的改善参考对策》。

附：测试报告表单参考

 


说明：其他试验条件下的试验报告格式请参考上述表单制定！

 

zch_genius

这里出现的Vrms,和VPK一起解释下：

Vpk：电压峰值，vrms：电压有效值。

有效值/均方根值Vrms在一个周期内对信号平方后积分，再开方平均。

有效值的意义是：在一个周期内做功的大小等于与该值相等的直流电压所做功的大小。对于正弦信号，峰值为有效值的√2倍。

电压峰值它描述了信号值的变化范围的大小。