スイッチング電源の出力波形の解析方法
電子機器の重要なコンポーネントであるスイッチング電源の出力波形の品質は、システム全体の性能と安定性に直接影響します。したがって、スイッチング電源の出力波形を詳細に分析することが特に重要です。-本稿では、スイッチング電源の出力波形を多角的に詳細に解析し、その影響要因と改善方法を探ります。
１、スイッチング電源の出力波形の基本特性
スイッチング電源の出力波形は主に方形波またはパルス波で表されます。この波形特性により、スイッチング電源は一定のリップルやノイズを伴いながらも安定した DC 出力を提供できます。リップルは出力波形に重畳された AC 成分を指しますが、ノイズはスイッチング管などのコンポーネントによって生成される高周波干渉信号です。-
2、スイッチング電源の出力波形の解析方法
波形観測
まず、オシロスコープなどを使ってスイッチング電源の出力波形を直接観測することができます。波形の形状、振幅、周波数などを観察することで、電源の動作状態や性能を事前に判断できます。
(1) 波形形状: スイッチング電源の理想的な出力波形は滑らかな DC 波形である必要がありますが、実際にはさまざまな要因により、
要因により、波形に特定の歪みや歪みが生じる場合があります。たとえば、スイッチング電源が DCM (不連続導通モード) で動作する場合、出力波形は三角波として現れることがあります。 CCM（連続通電モード）では、出力波形は台形波に近づきます。
(2) 波形振幅: 波形振幅は出力電圧の大きさを反映します。波形を観察するときは、出力電圧の安定性とリップルの大きさに注意する必要があります。一般に、リップルが小さいほど出力電圧が安定し、電源性能が高くなります。
(3) 波形周波数: 波形周波数はスイッチング管の動作周波数を反映します。一般にスイッチング周波数が高くなると電源の体積や重量は小さくなりますが、スイッチング損失も増加します。したがって、スイッチング周波数を選択するときは、実際のニーズを考慮する必要があります。
スペクトル分析
スイッチング電源の出力波形は、直接波形を観測するほかに、スペクトラムアナライザなどを使用してスペクトラム解析を行うこともできます。スペクトル解析を通じて、出力波形におけるさまざまな周波数成分とその分布をより深く理解できます。
(1) 基本波成分: 基本波成分は出力波形の DC 成分であり、出力電圧の平均値を反映します。理想的な状況では、基本波成分の振幅は出力電圧の設定値と等しくなるはずです。
(2) 高調波成分: 高調波成分は出力波形の AC 成分であり、主にスイッチング管などのコンポーネントによって発生する非線形効果によって引き起こされます。高調波成分は出力電圧の変動やノイズの増加を引き起こす可能性があります。したがって、電源の性能を評価する際には、高調波成分の大きさと分布に注意を払う必要があります。
