DCDC纹波小实验
关于使用示波器測试纹波的注意事项
- 使用示波器的AC耦合方式測量
- 因为示波器的头套easy引人噪声,因此在測试前必需把探头的头套去掉
- 因为电源的高频噪声非常easy通过小电感就能够滤掉,因此更关心的是中低频的噪声。測试时将示波器的带宽限制调到尽可能的低(20MHz)。避免从表笔引入噪声(我之前就吃过这方面的亏)
DCDC后端接LDO
AMS1117-5V的Datasheet上要求的最低压差(VIN-VOUT)为1.1V到1.25V,这就要求输入要大于5V+1.1V=6.1V,假设输入不满足这个条件会怎么样呢?
输入分别使用AC/DC适配器和MP1593输出的5V实验,后端AMS1117的输出都约为4.1V左右,无法稳定要所须要的5V电压。
但输出纹波确实有所改善,MP1593输出5V纹波峰峰值达140mV,经过AMS1117后纹波约40mV(測试未考虑示波器探头的影响)。
我遇到一种情况:使用5V电源给运放或AD等有低纹波要求的芯片供电。为节省能量,经常前端使用DCDC输出5V电压,因为DCDC的输出纹波大,所以有人推荐DCDC后接一块LDO稳定纹波。基于上述的測试结果。像AMS1117这样的LDO是远不能满足要求的。
因此,在后端使用LDO滤除DCDC纹波要选择低压差或超低压差的LDO。其输入输出VIn-VOUT最小值在0.1~0.2V最佳,这样输出电压损失最小。
金升阳WRB0512S-3W2R纹波測试
原本想买金升阳的产品。在淘宝上居然被骗了(错把MICRODC当成了MORNSUN),买成了WRB0512YS-3W2R。
因为我的输出12V要用于对传感器供电。因此对纹波要求非常高。这里对这两个产品測试对照。
输出滤波使用LC滤波电路。电感取值为1mH,电容取值100uF,測得金升阳的产品纹波dVpp=40mV。还有一家的使用50mH电感。电容取值100uF,纹波也才40mV左右,若电感值取1mH,在纹波能达到100mV。
由此可见,金升阳的DCDC产品还是要比一般的DCDC要好一些!
使用二级LC滤波
LC电路对滤除纹波的作用非常明显,对MP1593输出5V的电路进行測试。在输出端接二级LC滤波前,纹波峰峰值60mV,接二级LC滤波后峰峰值变为10mV。
二级滤波的LC等效电路就是下图,实际測试MP1593时后端电容使用了大电容(100uF)+小电容(0.1uF)并联方式:
但使用LC也须要注意些问题。那就是DCDC的反馈电压(FB)採样点:
- 若採样点在二级LC之前(Pa)。则因为经过电感的阻抗作用。负载端电压会有所减少。并且减少值随负载电流变化。因此二级LC的电感值不能太大
- 若採样点在二级LC之后(Pa),这样尽管能得到稳定输出电压,可是这样在电源系统内部引入了一个电感和一个电容,有可能会导致系统不稳定
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