你的电源纹波超标了吗?3步精准测量法+避坑技巧

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一、测试前的准备

  1. 设备清单

    • 探头:使用1:1衰减探头(或10:1探头配合带宽限制功能),推荐使用接地弹簧减小环路干扰。

    • 被测电路:确保电源处于正常工作状态(带实际负载)。

    • 辅助工具:短接地线、屏蔽环、无感测试点(如SMD电容焊盘)。

  2. 设置条件

    • 使电源处于实际应用负载状态。

    • 确保输入电压在芯片规格范围内(如12V输入转5V输出)。


二、正确测量步骤

  1. 连接探头

    • 示波器设置为AC耦合(隔离直流分量,聚焦交流纹波)。

    • 使用接地弹簧替代探头长接地线(减小环路面积,避免引入高频噪声)。

    • 直接测量输出电容两端(靠近降压芯片的引脚,避免走线引入干扰)。

  2. 示波器设置

    • 带宽限制:开启20MHz或更低(滤除高频噪声,保留开关频率相关纹波)。

    • 垂直灵敏度:调整到1-10mV/div(根据纹波幅度)。

    • 时基:设置为开关周期的1-2倍(如1MHz开关频率,周期1μs,时基设为500ns/div)。

  3. 触发设置

    • 使用边沿触发,捕捉稳定的周期性波形。


三、关键注意事项

  1. 避免人为干扰

    • 关闭附近可能产生电磁干扰的设备(如手机、无线设备)。

    • 不要用手直接触碰探头尖端(人体可能引入噪声)。

  2. 环路面积最小化

    • 探头接地线尽量短(推荐使用接地弹簧或贴片探针)。

  3. 验证测试点

    • 如果测试点离输出电容较远,纹波可能被PCB走线电感/电阻衰减,导致测量值偏低。


四、典型纹波波形分析

  • 正常波形

    • 呈现锯齿状或三角波(由电感充放电引起)。

    • 幅值通常在10-50mV(具体参考芯片手册)。

  • 异常情况

    • 高频振荡:可能因环路不稳定或PCB布局不佳(如电感与SW引脚距离过远)。

    • 幅值超标:检查输出电容容量、ESR是否匹配,或负载是否瞬态变化过大。


五、优化建议

对比实测纹波与芯片规格书中的典型值,若超标需排查设计问题。

 

 

常见问题解答

  1. 降低纹波的措施

    • 增加输出电容(或并联低ESR陶瓷电容)。

    • 优化PCB布局:缩短功率回路路径,避免电感、SW引脚与敏感信号交叉。

    • 在输出端添加LC滤波器(适用于高频噪声敏感场合)。

  2. 数据手册对比

    • Q:纹波和噪声有什么区别?
      A:纹波是开关频率引起的周期性波动,噪声是高频随机干扰(如EMI)。测试时需分别分析。

    • Q:示波器显示纹波过大怎么办?
      A:检查接地是否良好、负载是否稳定,并尝试在输出端并联1μF陶瓷电容验证是否改善。

 

下面展示 LGS5145(55V 1A异步降压输出)芯片的测试结果,不同负载下对应的纹波也是有差异的。

 

2025年2月26日 09:44
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