スイッチング電源の出力リップルの 5 つの主な原因は何ですか?
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プロセス中に発生する超高周波共振ノイズ。 閉ループ調整制御によって発生するリップルノイズ。
リップルは、DC 信号に重畳された AC 干渉信号であり、電力テストにおける重要な基準です。 特にレーザー電源などの特殊な用途に使用される電源では、リップルは致命的な要因の一つとなります。 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には大きく分けて2種類あります。1つは電圧信号測定です。 もう 1 つのクロックは電流信号の測定方法です。
一般に、電圧信号測定方法は、低リップル性能要件を持つ定電圧源または定電流源に使用できます。 高リップル性能要件を持つ定電流源の場合は、電流信号測定方法を使用するのが最適です。
電圧信号のリップル測定とは、オシロスコープを使用して、DC 電圧信号に重畳された AC リップル電圧信号を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使用して負荷に出力される電圧信号を直接測定できます。 定電流源のテストでは、一般に電圧プローブを使用してサンプリング抵抗の両端の電圧波形を測定します。 テストプロセス全体を通じて、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。
1. チャンネル設定:
結合: チャネル結合方法の選択を指します。 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。
ブロードバンド制限: オフ
プローブ: まず、電圧プローブを選択します。 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真のデータとなるように、減衰率は使用する実際のプローブ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は × に配置されます。この時点で、ここでのプローブのオプションも × 10 速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: CH1 チャネルでテストする準備をしている場合など、実際に選択されているチャネルは、ここでは CH1 として選択する必要があります。
勾配: 上昇。
トリガー方法: リアルタイムでリップル信号を観察する場合は、「自動」トリガーを選択します。 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、必要な測定値をリアルタイムで表示するように測定ボタンを設定することもできます。 ただし、測定中に信号波形をキャプチャしたい場合は、トリガ方法を「通常」トリガに設定する必要があります。 このとき、トリガーレベルの設定も必要です。 一般に、測定す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 結合を使用します。
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長すぎると、実際の信号の高周波成分が失われてしまいます。 設定したサンプリング長が小さすぎると、測定された実際の信号の局所的な部分のみが表示され、本当の実際の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、表示される波形が正確で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。 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善です。 サンプリング周波数は、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ことにより、オシロスコープは必要なデータをタイムリー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。
オシロスコープを合理的に設定し、標準化された方法で操作することにより、必要なリップル信号を確実に取得できます。 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を避けるために、オシロスコープのプローブ自体で他の信号からの干渉を防ぐことに注意を払う必要があります。
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指します。 リップル要件が高い定電流源、つまりリップル要件が小さい定電流源の場合、電流信号の直接測定方法により、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引き続き使用し、電流アンプと電流プローブを追加します。 このとき、負荷に出力される電流信号を電流プローブでクランプするだけで、出力電流のリップル信号を電流測定方法で測定できます。 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が、テストプロセス全体で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。
