关于3D打印机电源等开关电源波纹的产生及测量

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来源：发布时间：2019-04-15 点击量：1428

关于3D打印机电源等开关电源波纹的产生及测量

对于3D打印机电源等开关电源波纹的产生及测量，最终的目的是要把输出纹波降低到可以忍受的程度，达到这个目的最根本的解决方法就是要尽量避免纹波的产生，首先要考虑清楚开关电源纹波的种类和产生原因。

3D打印机电源等开关电源的，随着SWITCH的开关，电感L中的电流也是在输出电流的有效值上下波动的。所以在输出端也会出现一个与SWITCH同频率的纹波，一般所说的纹波就是指这个。它与输出电容的容量和ESR有关系。这个纹波的频率与开关电源相同，为几十到几百KHz。

另外，3D打印机电源等开关电源的，SWITCH一般选用双极性晶体管或者MOSFET，不管是哪种，在其导通和截止的时候，都会有一个上升时间和下降时间。这时候在电路中就会出现一个与SWITCH上升下降时间的频率相同或者奇数倍频的噪声，一般为几十MHz。同样二极管D在反向恢复瞬间，其等效电路为电阻电容和电感的串联，会引起谐振，产生的噪声，频率也为几十MHz。这两种噪声一般叫做高频噪声，幅值通常要比纹波大得多。频率也为几十MHz。这两种噪声一般叫做高频噪声，幅值通常要比纹波大得多。

对于 3D打印机电源等开关电源，如果是AC／DC变换器，除了上述两种纹波（噪声）以外，还有AC噪声，频率是输入AC电源的频率，为50～60Hz左右。还有一种共模噪声，是由于很多开关电源的功率器件使用外壳作为散热器，产生的等效电容导致的。

关于3D打印机电源等开关电源的纹波的测量，有几个基本要求：a.使用示波器AC耦合 AC耦合是去掉叠加的直流电压，得到准确的波形。
b.20MHz带宽限制。打开20MHz带宽限制是防止高频噪声的干扰，防止测出错误的结果。因为高频成分幅值较大，测量的时候应除去。
c.拔掉探头的地线。拔掉示波器探头的接地夹，使用接地环测量，是为了减少干扰。很多部门没有接地环，如果误差允许也直接用探头的接地夹测量。但在判断是否合格时要考虑这个因素。

还有一点 3D打印机电源等开关电源的纹波的测量是要使用50?终端。横河示波器的资料上介绍说，50?模块是除去DC成分，精确测量AC成分。但是很少有示波器配这种专门的探头，大多数情况是使用标配100K?到10M?的探头测量，影响暂时不清楚。

上面是测量3D打印机电源等开关电源的纹波的测量的开关纹波时基本的注意事项。如果示波器探头不是直接接触输出点，应该用双绞线，或者50?同轴电缆方式测量。

在测量3D打印机电源等开关电源的高频噪声时，使用示波器的全通带，一般为几百兆到GHz级别。其他与上述相同。可能不同的公司有不同的测试方法。归根到底第一要清楚自己的测试结果。第二要得到客户认可，有些数字示波器因为干扰和存储深度的原因，无法正确的测量出纹波。这时应更换示波器。这方面有时候虽然老的模拟示波器带宽只有几十兆，但表现要比数字示波器好。(http://www.clznkj.com/contact.html).

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