スイッチング電源の出力リップルが発生する上位 5 つの理由は何ですか?
20M オシロスコープの帯域幅を限界基準として、電圧を PK-PK に設定し (実効値も測定します)、オシロスコープのコントロール ヘッドのクリップとアース線を取り外します (クリップとアース線が接続されているため)。アース線はノイズを受信するアンテナのようにループを形成し、不要なノイズが発生します）、アースリングを使用します（アースリングを使用しないことも可能ですが、アースリングによって発生する誤差を考慮する必要があります）、10UFを接続します電解コンデンサと 0.1UF セラミックコンデンサをプローブに並列接続し、オシロスコープを使用します。 オシロスコープのプローブを直接テストする必要があります。 オシロスコープのプローブが出力点に直接接触していない場合は、ツイストペアまたは 50Ω 同軸ケーブルを使用して測定する必要があります。
スイッチング電源の出力リップルは主に 5 つの側面から生じます。 高周波リップル。 寄生パラメータによって引き起こされるコモンモードリップルノイズ。 パワーデバイスのスイッチング時に発生する超高周波の共振ノイズ。 リップルノイズ。
リップルは、DC 信号に重畳された AC 干渉信号であり、電源テストにおける非常に重要な基準です。 特にレーザー電源などの特殊用途の電源ではリップルが致命的なポイントとなります。 したがって、電源リップルのテストは非常に重要です。
電源リップルの測定方法は大きく2種類に分けられます。1つは電圧信号測定方法、1つは電圧信号測定方法です。 もう 1 つは電流信号の測定方法です。
一般に、電圧信号測定方法は、リップル性能をあまり必要としない定電圧源や定電流源に使用できます。 リップル性能に対する高い要件がある定電流源の場合は、電流信号測定方法を使用するのが最適です。
電圧信号測定リップルとは、DC電圧信号に重畳されたACリップル電圧信号をオシロスコープで測定することを指します。 定電圧源の場合、テストでは電圧プローブを直接使用して、負荷に出力される電圧信号を測定できます。 定電流源のテストでは、電圧プローブを用いてサンプリング抵抗の両端の電圧波形を測定するのが一般的です。 テストプロセス全体を通して、オシロスコープの設定が実際の信号をサンプリングできるかどうかの鍵となります。
測定前に以下の設定が必要です。
1. チャンネル設定:
結合: チャネル結合モードの選択。 リップルは DC 信号に重畳された AC 信号であるため、リップル信号をテストしたい場合は、DC 信号を除去し、重畳された AC 信号を直接測定できます。
帯域幅制限: オフ
プローブ: まず、電圧プローブ方法を選択します。 次に、プローブの減衰率を選択します。 オシロスコープから読み取られる数値が実際のデータとなるように、実際に使用されるプローブの減衰率と一致している必要があります。 たとえば、使用する電圧プローブが ×10 に設定されている場合、このとき、ここでのプローブのオプションも ×10 に設定する必要があります。
2. トリガー設定:
タイプ: エッジ
ソース: 実際に選択されているチャンネル。たとえば、CH1 チャンネルがテストに使用される場合、ここでは CH1 を選択する必要があります。
勾配：上り。
トリガー モード: リップル信号をリアルタイムで観察している場合は、「自動」を選択してトリガーします。 オシロスコープは、実際に測定された信号の変化を自動的に追跡し、表示します。 このとき、測定ボタンを設定することで必要な測定値をリアルタイムに表示することもできます。 ただし、特定の測定中の信号波形をキャプチャしたい場合は、トリガモードを「通常」トリガに設定する必要があります。 この時点で、トリガーレベルのサイズも設定する必要があります。 一般に、測定している信号のピーク値がわかっている場合は、トリガ レベルを測定している信号のピーク値の 1/3 に設定します。 不明な場合は、トリガーレベルを少し低く設定できます。
結合: DC または AC...、通常は AC 結合。
3. サンプリング長 (秒/グリッド):
サンプリング長の設定により、必要なデータをサンプリングできるかどうかが決まります。 設定されたサンプリング長が大きすぎると、実際の信号の高周波成分が失われます。 設定したサンプリング長が小さすぎると、測定された実信号の一部しか表示されず、実際の実信号を取得できなくなります。 したがって、実際の測定では、表示される波形が実際の完全な波形になるまで、ボタンを前後に回転させて注意深く観察する必要があります。
4. サンプリング方法:
実際のニーズに応じて設定できます。 たとえば、リップルの PP 値を測定する必要がある場合は、ピーク測定方法を選択するのが最適です。 サンプリング数は、サンプリング周波数とサンプリング長に関連する実際のニーズに応じて設定することもできます。
5.測定:
対応するチャネルのピーク測定を選択すると、オシロスコープは必要なデータを適時に表示するのに役立ちます。 同時に、対応するチャンネルの周波数、最大値、二乗平均平方根値なども選択できます。
オシロスコープの合理的な設定と標準化された操作により、必要なリップル信号を取得できます。 ただし、測定プロセス中は、測定された信号が十分に真実ではないことがないよう、他の信号がオシロスコープのプローブ自体に干渉しないように注意する必要があります。
電流信号測定法によるリップル値の測定とは、直流電流信号に重畳された交流リップル電流信号を測定することを意味します。 リップル指数に対する要求が比較的高い定電流源、つまり比較的小さなリップルを必要とする定電流源の場合、電流信号の直接測定法を使用することで、より現実的なリップル信号を取得できます。 電圧測定方法とは異なり、ここでは電流プローブも使用されます。 たとえば、上記のオシロスコープを続けて、電流アンプと電流プローブを追加します。 この時点で、電流プローブを使用して負荷に出力される電流信号をクランプするだけで、電流測定方法を使用して出力電流のリップル信号を測定できます。 電圧測定方法と同様に、オシロスコープと電流アンプの設定は、テスト全体を通じて実際の信号をサンプリングするための鍵となります。
実際、この方法で測定する場合、オシロスコープの基本的な設定と使い方は上記と同じです。 違いは、チャネル設定のプローブ設定が異なることです。 ここで、電流プローブのモードを選択する必要があります。 次に、プローブの比率を選択します。オシロスコープからの読み取り値が実際のデータになるように、アンプによって設定された比率と同じでなければなりません。 たとえば、使用するアンプの比率が 5A/V に設定されている場合、オシロスコープのこの項目も 5A/V に設定する必要があります。 電流アンプの結合モードは、オシロスコープのチャンネル結合がAC結合に選択されている場合、ここでACまたはDCを選択できます。
