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Medir con precisión la ondulación de potencia

Tiempo de Publicación:2019-05-15
La medición precisa de la ondulación de potencia es un arte en sí mismo. En el ejemplo que se muestra en la Figura 1, un ingeniero junior hizo un mal uso completo de un osciloscopio. Su primer error fue utilizar una sonda de osciloscopio con un cable de tierra largo; su segundo error fue colocar el cable de bucle y tierra formado por la sonda cerca del transformador de potencia y los componentes de conmutación; Su último error es permitir un exceso de inductancia entre la sonda del osciloscopio y el condensador de salida. Este problema aparece como una selección de alta frecuencia en la forma de onda ondulada. En la fuente de alimentación, hay una gran cantidad de formas de onda de corriente y voltaje de alta señal que se pueden acoplar fácilmente a la sonda, incluido el campo magnético acoplado desde el transformador de potencia, el campo eléctrico acoplado al nodo de conmutación, y el modo común generado por el condensador de bobinado del transformador. Actual.

Figura 1 Resultados de medición deficientes de mediciones de ondulación incorrectas

Los resultados de ondulación medidos pueden mejorarse enormemente con el método de medición correcto. Primero, las limitaciones de ancho de banda a menudo se usan para especificar la ondulación para evitar captar ruido de alta frecuencia que realmente no está presente. Deberíamos establecer el límite de ancho de banda correcto para el osciloscopio utilizado para la medición. En segundo lugar, quitando la "tapa" de la sonda y construyendo una pastilla (como se muestra en la Figura 2), podemos eliminar la antena formada por el cable de tierra largo. Envuelva una pequeña longitud de cable alrededor del punto de conexión a tierra de la sonda y conecte la tierra a la fuente de alimentación. Esto puede reducir la longitud de la punta expuesta a una alta radiación electromagnética cerca de la fuente de alimentación, lo que reduce aún más la recolección.

Finalmente, en una fuente de alimentación aislada, una gran cantidad de corriente de modo común fluye a través del punto de conexión a tierra de la sonda. Esto crea una caída de voltaje entre el punto de conexión a tierra de alimentación y el punto de conexión a tierra del osciloscopio, que aparece como ondulación. Para evitar que esto suceda, debemos prestar especial atención al filtrado en modo común del diseño de la fuente de alimentación. Además, enrollar los cables del osciloscopio alrededor del núcleo de ferrita también ayuda a minimizar esta corriente. Esto crea un inductor de modo común que reduce el error de medición causado por la corriente de modo común sin afectar la medición de voltaje diferencial.

La Figura 2 muestra el voltaje de ondulación para este circuito idéntico utilizando un método de medición mejorado. De esta manera, el pico de alta frecuencia se elimina realmente.

Figura 2 Cuatro cambios menores mejoran enormemente los resultados de medición

De hecho, después de la integración en el sistema, el rendimiento de la fuente de alimentación será aún mejor. Casi siempre hay alguna inductancia entre la fuente de alimentación y otros componentes del sistema. Esta inductancia puede estar presente en el cableado, o solo el grabado está presente en el PWB. Además, siempre hay un condensador de derivación adicional alrededor del chip, que es la carga en la fuente de alimentación. Juntos, forman un filtro de paso bajo que reduce aún más la ondulación de la fuente de alimentación y / o el ruido de alta frecuencia. En casos extremos, el filtro tiene una frecuencia de corte de 400 kHz cuando la corriente fluye a través de un conductor de una pulgada de inductor de 15 nH y condensador de derivación de 10 μF durante un corto período de tiempo. En este caso, significa que el ruido de alta frecuencia se reducirá considerablemente. En muchos casos, la frecuencia de corte del filtro estará por debajo de la frecuencia de ondulación de la fuente de alimentación, lo que podría reducir significativamente la ondulación.

Los ingenieros experimentados deberían poder encontrar formas de utilizar este enfoque durante sus pruebas.

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