那么要如何测量电源的纹波噪声呢?
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在电子产品的设计开发中,开发完成会进行很多的测试工作,毕竟产品要上市是需要经受住相应的市场稳定性考验的,不然就是纸上谈兵,产品很容易返修。
在这其中的测试中,电源纹波测试是非常重要的一项,对于这个,好的电子产品的电源纹波会非常小,但是差的或者设计时完成不考虑噪声干扰等影响因素的,电源纹波就会比较大,产品很不稳定。
它也是单板测试的必测项目,电源的纹波过高,可能会影响芯片工作不正常,系统不稳定。
那么要如何测量电源的纹波噪声呢?
在了解如何测量纹波噪声之前,首先需要知道纹波是什么?
纹波是由于直流电源的电压波动而造成的一种现象。一般把叠加在直流电压上的交流分量叫做电源纹波。
现在的芯片的供电电压越来越小,但是芯片的功率和电流却是越来越大,电源不稳就会带来对于芯片的不稳定,抖动增加,芯片就会工作不正常,导致系统不稳定。所以芯片对于电源纹波的要求是很苛刻的(纹波的要求一般至少是5%以内)。
测量电源纹波需要的工具其实很简单,只需要一个示波器和一个探头即可。
电源纹波的测试需要注意几个事项
a, 测试点尽量靠近芯片电源管脚
b, 接地线尽量短,能不用长地就不用长地(用长地会导致测量结果偏大)
c, 测试时需要在空载和满载的条件下测试
d, 选择正确的合适的探头来进行测试
e, 使用正确的耦合方式(一般有AC耦合,DC耦合)
对于电源的测试,有两种方式来进行,分别是DC耦合的方式和AC耦合的方式
AC耦合
AC耦合就是滤掉DC部分,只保留了交流信号,所以在测试的过程中是看不到整体电压的变化的,也就是看不到直流压降以及在重负载的电压跌落。
实际测试时,根据电压变化设置合适的刻度值,带宽选择一般选择20M,水平的刻度则设置为带宽的5倍左右即可,可以看到大致是一条线的形式,然后开始添加参数 Peak-to-Peak (极大到极小),在Peak-to-Peak的参数中能看到噪声的峰值电压。这个值就是被测电路板的电源纹波了。
DC耦合
DC耦合会把直流和交流的成本都进行保留,所以如果想看到电源真正的波形,就需要使用DC耦合的方式来进行测量。
切换成DC耦合的方式进行测量时,就可以直接得到测量的整体电压,并且Peak-to-Peak的参数也可以进行添加加入
至于接线方式,则和AC耦合的连接没有什么区别。
按照大多数客户所用参数12并12串,我们都会给到18毫安~20毫安 那么这个电压范围就很窄,基本在3.1V~3.2V。
我们按照理论上20毫安,3.2V来计算的话,12并12串是38.4V ,240毫安。假设现在的纹波是5%,浮动电压最大为1.92V, 单颗LED增加了 0.16V 即单颗LED为3.36V 电流24毫安,10%为3.52V 电流为25毫安,20%为3.84V 电流大于45毫安。
以上数据的电流大家用普通仪器是没办法检测到的,而LED是完全可以“感受”到。那么如此高频的电压、电流变化体现在哪里呢?答案就是LED产生了额外的热量!
有兴趣的朋友可以用同一组LED负载,不同输出纹波电压的电源来测试,LED的温度都是不一样的。另外,有时LED灯刚装好,点着点着就发现有LED死掉了,这些有很多都是纹波电压太高造成的。
那么其危害我个人理解如下:
1、产生高温,降低LED寿命。
2、产生过大的高频电流冲击,短时间内使LED失效。直接影响LED的寿命。
以上2点是为什么使LED光帅大的主要原因之一,早在三年前,几乎没有人探讨过这个问题,同时LED的技术水平也明显不如现在。而在现在的技术领域内,纹波越来越被大家认知和在意。
另外说一点的就是对于无电解电容的驱动电源来说,瓶颈就是纹波,如果纹波不处理在5%以下,无电解电容在LED照明领域永远是一个梦!