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DC-DC电源波纹的测量方法及仪器要求及故障解析
        来源:        作者:        发表时间:2014-11-19        阅读次数:3331次

       直流DC-DC电源模块能够很大程度上缩短电路设计的时间,降低成本,因此被大量应用在电路设计当中。其中,DC-DC电源模块的好坏往往由电源波纹指标来决定,电源波纹指标是数字电路稳定工作的前提,为了确保电路顺利的工作,就必然要知道直流DC-DC电源模块的输出波纹,并进行观察,确保正常。
但是在对一些运行正常的电路进行测量时,往往会有人的测量结果出现偏差。纹波值会出现不正常的偏高现象,这并不是电路有故障,而是测量方法存在问题。
      正确的测量方法
限制示波器带宽为20MHz(大多中低端示波器档位限制在20MHz,高端产品还有200MHz带宽限制的选择),目的是避免数字电路的高频噪声影响纹波测量,尽量保证测量的准确性。
      设置耦合方式为交流耦合,方便测量(以更小档位来仔细观测纹波,不关心直流电平)。
保证探头接地尽量短(测量纹波动辄上百mV的主要原因就是接地线太长),尽量使用探头自带的原装测试短针。如果没有测试短针,可以拆除探头的接地线和外壳,露出探头地壳,自制接地线缠绕在探头地壳上,保证接地线长度小于1cm。
示波器地悬空,只通过探头地与测试信号的参考点共地,不要通过其他方式与测试设备共地,这样会给纹波测量引入很大的地噪声。例如:当示波器和其他仪器共插线板时,其他仪器的开关可能通过接地线给测试带来噪声干扰。
     对仪器的要求
示波器参数要求:支持带宽限制功能:一般示波器都支持20MHz带宽限制,如:SDS1102CM。
探头要求:为了使接地线尽量短,尽量使用探头的原装测试短针,若无原装测试短针,则须自制短接地线:去除探头接地线套,用金属丝自行绕制接地短线,推荐五类线中铜丝,强度适中(还是有些偏软,有更好的请推荐)。其他候选有焊锡丝、刻刀。选择1X无衰减档位,一般无源探头在1X档位时,其带宽限制在6MHz/10MHz带宽,如此在前端可有效滤除高频噪声的干扰,减小纹波测量影响。
       从危险程度上来划分,输出电压降低和模块停止工作的危险度是最低的,能够方便的进行电路诊断。之后的三种故障表现就比较危险了。
      当模块的输出电压过高时,有极大的可能导致DC-DC电源模块烧毁电路,是一种比较危险的故障问题。一般通过过压保护电路来实现保护,另外也可以在输出端加稳压二极管来实现。设计时要合理选择二极管的参数,防止由于温度不同造成稳压点的变化。有些模块本身自带过压保护。一般来讲,25W以下模块无过压保护功能,25W以上模块内部设计有过压保护电路。过压保护点一般设计为135%--145%额定电压。详细设计时要确认模块是否具有这些功能,以免重复设计。
模块的输入短路时,会导致印刷版的烧毁。这种严重的故障可以通过在输入端安放保险管来预防。保险管在布线时一般要布置在靠近电源模块的输入端,这样设计的目的是降低输入线的引线电感,避免保险管熔断时,引线电感引起输入端的过压。
如果DC-DC电源模块输出电流过大,那么就需要选择拥有过流保护功能的电源模块来进行设计。一般的电源模块都有过流保护功能,这种模块在其内部可以通过检测变化器原边或副边电流来实现,但要损失一定的效率。在进行电压模块选择时,不是功率额定越大越好。如果降额过大,则用户板辅助短路时,由于传输压降的存在,输出电流不足以实现模块过流,有可能引起 芯片过热甚至损坏。
 

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