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电源纹波 纹波

单片机对电源纹波的要求?如何正确测量开关电源纹波

admin admin 发表于2022-09-21 22:34:54 浏览480 评论0

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本文目录

单片机对电源纹波的要求

直流电压很多时候由交流电压经整流、滤波、稳压后得到。由于滤波不干净,直流电压中仍然会含有少许交流成分,这就产生了纹波。以各类电池作为电源时也会因负载的波动而产生纹波。即使使用最好的基准电压源器件,输出电压也难免会有纹波。

单片机供电电源出现干扰纹波,消除的方法如下:

1、在交流电源端加装交流电源滤波器。

2、直流电源加设LC滤波电路。

3、在直流电源输出端加大滤波电容,消除电路的自激干扰。

4、用金属屏蔽层封装电源单元电路并可靠的接地。

如何正确测量开关电源纹波

电源纹波定义

电源纹波是电源性能最直观的表现,直流稳压电源一般是由交流电源经整流稳压等环节而形成的,不可避免地在直流稳压量中多少带有一些交流成分,这种叠加在直流稳压上的交流分量就称之为纹波。

设置示波器

1.首先探头要选择合适的档位,如果电压比较大,或者对带宽要求比较高的情况下可使用X10档,普通情况下建议使用X1档,避免不必要的噪声衰减影响纹波的测量。同时,记得要将示波器通道的衰减比也调成X1

2.纹波属于是交流成分,所以“通道耦合”方式应该使用交流耦合方式,从而限制直流信号的输入。另外,示波器的垂直档位可调范围是有限制的,所以当直流信号过大时可能会导致无法看到纹波。选择交流耦合可以只显示交流纹波信号,方便观测波形。-电源纹波

3.使用带宽限制功能,一般开关电源输出的纹波频率在0~20MHz范围。而高频同步开关噪声和信号反射等引起的噪声在0~1GHz范围。所以建议选择20MHz带宽限制,可将不必要的高频噪声滤除。

4.为避免电磁辐射等对信号的干扰,示波器探头接地线要求尽量短,通常使用探头自带的接地弹簧来接地。

5.可以通过FFT功能,对纹波波形进行频域分析,这样可以准确地知道每个频点上的噪声和由开关引起的纹波大小。

总结一下:探头尽量用X1档位、通道耦合方式用交流耦合、开带宽限制20M低通、用接地弹簧针使接地线尽量短。

电源纹波产生原因是什么


电源的纹波特性是电源输出的直流电压里含有交流(或脉动成分)成分,直流电理想状态下波形应是平直稳定的,若输出电压是高低起伏不断,那就是纹波大了,使设备不能正常工作。必须降低纹波,如:加强滤波,加稳压电路等等。
-纹波

如何减小电源纹波


3,开关电源输出之后,接LDO滤波
这是减少纹波和噪声最有效的办法,输出电压恒定,不需要改变原有的反馈系统,但也是成本最高,功耗最高的办法。任何一款LDO都有一项指标:噪音抑制比。是一条频率-dB曲线,如右图是凌特公司LT3024的曲线。
对减小纹波。开关电源的PCB布线也非常关键,这是个很赫手的问题。有专门的开关电源PCB 工程师,对于高频噪声,由于频率高幅值较大,后级滤波虽然有一定作用,但效果不明显。这方面有专门的研究,简单的做法是在二极管上并电容C或RC,或串联电感。
4,在二极管上并电容C或RC
二极管高速导通截止时,要考虑寄生参数。在二极管反向恢复期间,等效电感和等效电容成为一个RC振荡器,产生高频振荡。为了抑制这种高频振荡,需在二极管两端并联电容C或RC缓冲网络。电阻一般取10Ω-100 Ω,电容取4.7pF-2.2nF。
在二极管上并联的电容C或者RC,其取值要经过反复试验才能确定。如果选用不当,反而会造成更严重的振荡。
对高频噪声要求严格的话,可以采用软开关技术。关于软开关,有很多书专门介绍。
5,二极管后接电感(EMI滤波)
这也是常用的抑制高频噪声的方法。针对产生噪声的频率,选择合适的电感元件,同样能够有效地抑制噪声。需要注意的是,电感的额定电流要满足实际的要求。比较简单的做法,不再详细解释。
小结以上是关于开关电源纹波,总结的一些内容,如果能加些波形就更好了。虽然可能不太全,但对一般的应用已经足够了。关于噪声抑制,实际中并不一定全部应用,重要的是根据自己的设计要求,比如产品体积,成本,开发周期等,选择合适的方法。
-电源纹波

开关电源输出纹波一般是多少

输出纹波在200mV至50mV以下,满载不能超过该范围。

纹波能达到的指标取决于电源本身的设计,同时需要考虑电源系统带负载的实际需求,电源每路输出负载的纹波值与该路的电流值有关系,电源在轻载下纹波是不会超标的。

在实际使用中,大部分要求高的数字芯片为5%的纹波要求,小信号的模拟电路,对电源纹波要求非常高,一般要求在50mV甚至更低,此时可能需要考虑采用线性电源。

扩展资料

开关电源由于其自身结构必然会产生纹波,在各种应用环境中总是力求纹波无限小。基于电源成本,电路复杂程度,应用场合参数要求不同,各种纹波消除手段均有其优势,抑制方法如下:

1、在成本和体积允许的情况下,采用全波或三相全波整流电路;

2、加大滤波电路中电容容量,条件许可时使用效果更好的LC滤波电路;

3、使用效果好的稳压电路,对纹波抑制要求很高的地方使用模拟稳压电源而不使用开关电源;

4、进行合理的布线。

如何解决电源纹波大的问题


开关电源要降低纹波主要要在以下三个方面下功夫:1、储能电感。储能电感在工作频率下的Q值越大越好,很多人只注意到电感量,其实Q值的影响要大得多,电感量只要满足要求允许在很大范围内波动。2、滤波电容。滤波电容的ESR和ESL是非常重要的参数,越低越好,仅追求容量是远远不够的,当然在满足足够低的ESR和ESL的前提下,容量大些较好。开关电源的滤波电容优选X7R或X5R电容与钽电解的组合,纹波稍放宽可用Y5V电容和瘦高外观的铝电解(低ESL型)配合。3、做好PCB的设计。开关电源的PCB设计非常重要,在前两个条件都满足时如果纹波参数还是达不到手册中载明的数值,问题就可以肯定是出在PCB上,开关电源芯片的取样及滤波回路的设计非常讲究,PCB分布参数会导致调整误差或滤波效率变差,严重时甚至可能导致自激(一般在特定的负载强度下发生),故不得不查。原则是取样回路和滤波回路要尽量贴近开关电源IC,PCB走线不可太长、太细,类似的储能电感也有同样原则,只是影响稍小,布局、走线不利相当于降低了电感的Q值。 当然,因开关电源IC的内电路设计不同纹波指标也是不同的,多数情况下,开关频率高的容易获得较低的纹波,但价格及对外围元件的要求相对更高,所以要根据需要合理选择,够用即可,否则要付出不必要的成本,器件手册的仔细阅读及理解是比较重要的准备工作。如何解决电源纹波大的问题
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一般去除电源的纹波可以用哪些方法


  通常去除电源波纹的方法有五种:
  1、加大电感和输出电容滤波
  2、二级滤波,就是再加一级LC滤波器
  3、开关电源输出之后,接LDO滤波
  4、在二极管上并电容C或RC
  5、二极管后接电感(EMI滤波)
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什么是电源纹波电源VCC、VSS、VDD、VEE、VPP、Vddf的区别


纹波的成分较为复杂,它的形态一般为频率高于工频的类似正弦波的谐波,另一种则是宽度很窄的脉冲波。对于不同的场合,对纹波的要求各不一样。对于电容器老练来说,无论是那一种纹波,只要不是太大,一般对电容器老练质量不会构成影响。而对程控机电源或音响设备中所使用的电源,由于宽度很窄的脉冲没有足够的能量来推动喇叭的纸盆或话机的听筒而形成杂音。因此对于这种窄脉冲的要求可以放宽。
而对于音频范围内的类似正弦波的纹波信号,虽然其幅度不是太高,但其能量却使喇叭或听筒发生嗡嗡的杂音。因此对这种形态的纹波应有一定的要求,而对于用于一些控制的场合,由于窄脉冲达到一定的高度会干扰数字或逻辑控制部件,使设备运行的可靠性降低,因此对这种窄脉冲的幅度应有一定的限制,而对类似正弦波的纹波,一般由于其幅度较低,对控制部件的干扰不大。
纹波的表示方法可以用有效值或峰值来表示,可以用绝对量,也可以用相对对量来表示。例如一个电源工作在稳压状态,其输出为100V5A,测得纹波的有效值为10mV,这10mV就是纹波的绝对量,而相对量即 纹波系数=纹波电压/输出电压=10mv/100V=0.01%,即等于万分之一。
一、解释VCC:C=circuit 表示电路的意思, 即接入电路的电压;
VDD:D=device 表示器件的意思, 即器件内部的工作电压;
VEE:发射极电源电压, Emitter Voltage, 一般用于 ECL 电路的负电源电压.
VSS:S=series 表示公共连接的意思,通常是指电路公共接地端电压。
VPP:不同芯片对Vpp的定义稍有不同,比如电压峰峰值,单片机中Vpp多数定义为编程电压Vddf:Vddf为Flash(闪存)供电的外部电压
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一般电源的纹波在什么范围之类可以,或者说有个什么标准


电源纹波不正常时不一定就带不起载。但带不起载的时候一定纹波不正常。通常纹波不正常的时候要分析是峰峰值大还是真正的纹波大。如果是纹波大的话要检查tl431旁路的电容。和其他电容。电容会直接影响到纹波。如果是带不起载的话要检查反馈电路或者变压器及芯片外围元件。
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如何才是测量电源纹波的正确方法

测量电源纹波本身有一定技巧性。图1给出了一个不当使用示波器测量电源纹波的实例。在这个例子中出现了几个错误,首先是使用了接地线很长的示波器探针;其二是让由探针和接地线形成的回路靠近功率变压器和开关元件;最后是允许在示波器探针和输出电容之间形成额外的电感。其结果带来的问题是在测得的纹波波形中携带了拾取的高频成分。-纹波

在电源中有许多很容易耦合到探针中的高速的、大电压和电流信号波形,其中包括来自功率变压器的磁场耦合、来自开关节点的电场耦合、以及由变压器交绕(interwinding)电容产生的共模电流。

采用正确的测量技术可切实改善纹波测量的结果。首先,通常会规定纹波的带宽上限,以避免拾取超出纹波带宽上限的高频噪声,应该给用于测量的示波器设定合适的带宽上限。其次,可以通过摘掉探针的“帽子”来去掉接地长引线形成的天线。如图2所示,我们把一段短线绕在探针接地引线周围,并使之与电源地相连接。这样做附带的好处是缩短暴露在电源附近高强度电磁辐射中的探针长度,从而进一步减少高频拾取。-电源纹波

最后,在隔离电源中,真正的共模电流是由在探针接地引线中流动的电流产生的,这就使得在电源地和示波器地之间产生电压降,表现为纹波。要抑制这个纹波,需要在电源设计中仔细考虑共模滤波问题。
此外,把把示波器引线绕在铁芯上可减小这个电流,因为这样会形成一个不影响差分电压测量、但可降低由共模电流产生的测量误差的共模电感。图2显示了采用改进测量技术对同一电路得到的纹波电压测量结果。可以看到,高频尖刺已几乎消除。-纹波