安定化電源のリップルやノイズの原因は何ですか?
スイッチング電源の出力は純粋な DC 電圧ではなく、リップルやノイズによって生じる AC 成分が含まれています。 リップルは出力直流電圧の変動であり、スイッチング電源のスイッチング動作に関係します。 ターンオンとターンオフの各プロセス中に、電気エネルギーが入力端から出力端に「ポンプ」され、充放電プロセスが形成され、その結果出力電圧が変動します。変動周波数は電圧の変動と同じです。スイッチング周波数。 リップル電圧はリップルの山と谷の間のピークツーピーク値であり、その大きさはスイッチング電源の入力コンデンサと出力コンデンサの容量と品質に関係します。
ノイズの原因は 2 つあります。1 つはスイッチング電源自体によって発生するものです。 もう 1 つは外部電磁界の干渉 (EMI) で、放射線を通じてスイッチング電源に侵入したり、電力線を通じてスイッチング電源に入力される可能性があります。
スイッチング電源自体が発生するノイズは、スイッチのオンオフの瞬間に発生する鋭いパルスによる高周波パルス列であり、スイッチングノイズとも呼ばれます。 ノイズ バーストの周波数はスイッチング周波数よりもはるかに高く、ノイズ電圧はそのピークツーピーク値です。 ノイズ電圧の振幅は、スイッチング電源のトポロジー、回路内の寄生状態、PCBの設計に大きく関係します。
図 1 に示すように、リップルとノイズの波形をオシロスコープで確認できます。リップルの周波数はスイッチング管の周波数と同じで、ノイズの周波数はスイッチング管の周波数の 2 倍です。 リップル電圧のピーク・トゥ・ピーク値とノイズ電圧のピーク・トゥ・ピーク値の和がリップル・ノイズ電圧であり、単位はmVp-pです。
リップルとノイズの測定方法
リップルとノイズ電圧はスイッチング電源の主要な性能パラメータの 1 つであるため、それらを正確に測定する方法は非常に重要な問題です。 現在、リップルおよびノイズ電圧を測定する方法は、リップルおよびノイズ電圧値を正確に測定できる広帯域オシロスコープを使用することです。
スイッチング電源にはさまざまな種類があるため（トポロジ、動作周波数、出力電力、技術要件などが異なります）、各メーカーはオシロスコープ測定方法を使用しています。 すべての測定には独自の基準、つまり企業基準があります。
オシロスコープを使用してリップルとノイズを測定するデバイスのブロック図を図 2 に示します。このデバイスは、テスト済みのスイッチング電源、負荷、オシロスコープ、および測定接続で構成されています。 一部の測定装置では、インダクタンスやキャパシタンス、抵抗などの部品も溶接されています。
