如何合理的测试DCDC电源第四部分，测试噪声和瞬态性能

如何正确测试 DC/DC 电源以确保其在各种工作条件下可靠工作。该系列旨在让设计工程师充分了解验证可靠电源设计所需的部分测试，但不一定是全部测试。我们将讨论如何测量开关电源中的各种噪声源和输出电压误差。我们还讨论了良好的示波器探测技术，以帮助确保准确的测量。

测量噪声的良好探测技术

使用示波器测量噪声时，请注意确保您看到的实际上是来自电路的噪声，而不是耦合到示波器探头的噪声。要进行准确测量，请使用无源探头可用的最短接地线，或使用带探针的有源/差分探头。有源探头通常可提供最佳结果，但许多探头的电压限值低于您可能正在测量的电压。此外，一些有源探头的交流耦合能力有限，导致测量噪声时遇到困难。在尝试将其用于电源测试之前，请参阅特定有源探头的操作手册。

噪音

电源噪声可能由许多不同的来源产生。与任何放大器一样，所有电源都会产生低水平的噪声，例如热噪声，而开关模式电源会因其固有的开关而产生噪声。虽然线性稳压器也会产生噪声，但此处不讨论该主题。

为获得最佳结果，请使用具有适当带宽和采样率的示波器。如前所述，确保使用良好的无源或有源探头进行这些测量。否则，可能会拾取环境噪声并导致错误读数。如果使用无源探头，则需要短接地弹簧或接地短线。将其直接放置在输出电容上。小心避免将探头或探头接地线放置在任何电感器或变压器附近，因为这可能会导致磁耦合到探头中，再次导致错误读数。基本开关模式电源噪声可分为两种不同类型：纹波和瞬态开关噪声。

测量负载瞬态性能

负载瞬变是电压下降和/或过冲，当负载电流在其输出上发生瞬时变化时，会在电源输出上发生。

瞬态幅度是许多变量的函数，包括调节电路。实际负载电流变化和变化率对瞬态的幅度有显着影响。为了进行正确的测试，必须定义最坏情况下的负载阶跃和压摆率。

1. 在将直流电源连接到电源电路之前，请设置正确的输入电压并验证极性是否正确。

2. 将动态负载连接到电源输出。设置电子负载以提供最大输出电流的 10% 至 90% 的开关负载(或确定为特定系统的实际限制的预定水平)。将开关占空比设置为 50%，将开关频率设置为几百赫兹。根据被驱动的负载或系统规范设置电子负载的转换速率。

3. 使用非常短的接地弹簧或导线接地短截线将示波器连接到输出电容器上。将示波器设置为具有适当偏移的交流耦合或直流耦合。使用正常触发模式，在示波器上设置带宽限制，以帮助提供更清晰的波形，从而更轻松地进行测量。

4. 将电源连接到输入。

5. 加电，调整示波器的垂直增益以测量正负瞬态尖峰。在正常触发模式下，设置一个正斜率来捕获过冲(当负载降低时)。设置一个负斜率触发来测量下冲和下降(当负载增加时)。

6. 注意峰值电压和恢复到标称输出电压 10% 以内所需的时间。注意：虽然没有必要，但如果提供的话，从电子负载的触发输出触发示波器可能会很有用。

测量线路瞬态性能

线路瞬变是当输入电压发生瞬时变化时电源输出上发生的下降和/或过冲。瞬态幅度是包括调节电路在内的许多变量的函数。实际线电压变化和变化率对瞬态的幅度有显着影响。为了进行正确的测试，必须定义最坏情况下的线路电压阶跃和压摆率。

1. 将动态负载连接到输出线。将电子负载设置为预期的最大输出电流。

2. 将直流电源设置为在预期的最小和最大输入电压之间切换(手动或自动，如果电源有能力)。

3. 将电源连接到输入。

4. 使用非常短的接地弹簧或短线将示波器连接到输出电容器上。将示波器设置为具有正常触发的交流耦合(或具有适当偏移电压的直流耦合)。可以在示波器上启用带宽限制，以帮助提供更清晰的波形，从而使测量更容易。

5. 通电，调整示波器的垂直增益并测量正负瞬态尖峰。将示波器设置为正常触发模式，正斜率用于捕获过冲，设置为负斜率以测量下冲和下降。

注意峰值电压和恢复到标称输出电压 10% 以内所需的时间。