你的电源纹波超标了吗?3步精准测量法+避坑技巧

一、测试前的准备
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设备清单:
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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。
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被测电路:确保电源处于正常工作状态(带实际负载)。
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辅助工具:短接地线、屏蔽环、无感测试点(如SMD电容焊盘)。
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设置条件:
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使电源处于实际应用负载状态。
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确保输入电压在芯片规格范围内(如12V输入转5V输出)。
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二、正确测量步骤
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连接探头:
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示波器设置为AC耦合(隔离直流分量,聚焦交流纹波)。
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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)。
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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)。
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示波器设置:
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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)。
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垂直灵敏度:调整到1-10mV/div(根据纹波幅度)。
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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)。
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触发设置:
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使用边沿触发,捕捉稳定的周期性波形。
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三、关键注意事项
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避免人为干扰:
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关闭附近可能产生电磁干扰的设备(如手机、无线设备)。
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不要用手直接触碰探头尖端(人体可能引入噪声)。
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环路面积最小化:
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探头接地线尽量短(推荐使用接地弹簧或贴片探针)。
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验证测试点:
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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。
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四、典型纹波波形分析
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正常波形:
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呈现锯齿状或三角波(由电感充放电引起)。
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幅值通常在10-50mV(具体参考芯片手册)。
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异常情况:
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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)。
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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。
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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
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降低纹波的措施:
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增加输出电容(或并联低ESR陶瓷电容)。
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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。
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在输出端添加LC滤波器(适用于高频噪声敏感场合)。
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数据手册对比:
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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。
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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。
