1.6.3 直流電壓紋波測量法
下面介紹直流電壓紋波的幾種測量方法。同一個被測開關電源若采用不同的測量方法,其測量的結果是不相同的,只有采用相同的標準來測量,測量結果才具有可比性。在以下介紹的各種測試方法中,地線環測量法和地線環+電容測量法最常用。在通信電源行業中,一般采用甩線測量法,可對示波器探頭地線進行纏繞處理,以最大限度減小地線環路面積,降低地線環路對測量結果引入的干擾誤差。
1.甩線測量法
在實際測量中,因為開關電源設備如結構設計等種種客觀因素限制,一般采用的是甩線法,示波器探頭、地線夾直接接在開關電源的輸出正負極測試,直流輸出電壓紋波甩線法測量連接如圖1-3所示,示波器設置20MHz帶寬,取樣檢測模式,這種方法不能說不正確,但會對測試結果帶來很大的不同,一般可達上百甚至幾百毫伏的紋波偏差。

圖1-3 甩線法測量連接圖
2.雙絞線測量法
直流輸出電壓紋波雙絞線測量連接如圖1-4所示,采用300mm長#16AWG線規組成的雙絞線分別與被測開關電源輸出的+OUT及-OUT連接,在+OUT與-OUT之間接上阻性負載,在雙絞線末端接一個4μF鉭電解電容,示波器帶寬設置為50MHz(或20MHz),在測量點連接時,雙絞線接地線的末端要盡量短,夾在探頭的地線環上。

圖1-4 雙絞線測量連接圖
3.平行線測量法
直流輸出電壓紋波平行線測量連接如圖1-5所示,其中C1是多層陶瓷電容(MLCC),容量為1μF,C2是鉭電解電容,容量為10μF,兩條平行銅箔帶的電壓降之和小于輸出電壓值的2%。該測量方法的優點是與實際工作環境比較接近,缺點是較容易撿拾EMI(電磁干擾)。

圖1-5 平行線測量連接圖
4.同軸電纜測量法
直流輸出電壓紋波同軸電纜測量連接如圖1-6所示,同軸電纜阻抗為50Ω,同軸電纜首端直接接開關電源輸出端,同軸電纜末端連接陶瓷電容C1為0.68μF,碳膜電阻R1為47Ω/1W,接入示波器。

圖1-6 同軸電纜測量連接圖
5.地線環測量法
直流輸出電壓紋波地線環測量連接如圖1-7所示,用專用示波器探頭直接與被測電源端口連接,示波器探頭上有個地線環,其探頭的尖端接觸電源輸出正極,地線環接觸電源的負極。不能采用通用示波器探頭,因為通用示波器探頭的地線不屏蔽且較長,容易撿拾外界電磁場的干擾,受干擾的影響越大。

圖1-7 地線環測量連接圖
6.電容地線環測量法
直流輸出電壓紋波地線環+電容測量連接如圖1-8所示,用專用示波器探頭直接與被測電源端口可靠連接,示波器探頭使用地線環,其探頭的尖端接觸電源輸出正極,地線環接觸電源的負極,正負極之間靠近探頭側并聯10μF電解電容和0.1μF無極性瓷片電容,示波器設置為20MHz帶寬,取樣檢測模式,讀取輸出電壓峰峰值。

圖1-8 地線環+電容測量連接圖
7.JEITA-RC9131D測量法
基于JEITA-RC9131D標準的直流輸出電壓紋波測量連接如圖1-9所示,該標準規定在被測電源輸出正、負端小于150mm處并聯兩個電容C2和C3,C2為47μF電解電容,C3為0.1μF薄膜電容。在這兩個電容的連接端接負載及不超過1.5m長的50Ω同軸電纜,同軸電纜的另一端連接一個50Ω電阻R串接一個0.001~0.1μF電容C1后接入示波器,示波器的帶寬設置為100MHz。同軸電纜的兩端連接線應盡可能地短,以防止撿拾輻射的噪聲。若負載線很短,可不接C2和C3。連接負載的線越長,則測出的紋波和噪聲電壓越大,在這種情況下有必要連接C2及C3。

圖1-9 基于JEITA-RC9131D測量標準的連接圖