30W纹波输出怪异
我现在做一个30W适配器,输出12V/2.5A,用LD7535,变压器EI28,初级36TS,次级6TS,感量650uH。现在效率有点低,115V输入时满载效率84%,而且输出纹波峰峰值很高(图一)。在波峰和波谷上好像有震荡(图二)。请大虾赐教,是哪个环节发生了问题,不胜感激!附上原理图。
原理图
原理图
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@jerry_ch
这个问题前两天我也遇到,当时我一台好好的机子测纹波,就出现像楼主这样的情况,我就觉得奇了怪了,以前好好的,怎么这次就这样了?结果,换了个示波器,立马OK!!
各位大虾,多谢你们的关注,改变变压器绕组相位的实验我也做过,更换示波器的方法我也试过,结果还是一样的。
今天经过再一次调试发现以下问题:
1.Y电容的位置和容量大小也会对纹波有影响。(Y电容大的,纹波上的“刺”会小一点)
2.输出电感感量的大小也是影响纹波大小的一个因素。(我的输出有两个电感,一个是R3*15,一个是9*5*3的磁环,我短路3*15的电感,纹波也会小很多)
3.输出肖特基的吸收回路。(把肖特基吸收回路的R改小,也会对输出纹波有好处)
以上所述是针对鄙人此款30W机种。
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@employee
各位大虾,多谢你们的关注,改变变压器绕组相位的实验我也做过,更换示波器的方法我也试过,结果还是一样的。今天经过再一次调试发现以下问题:1.Y电容的位置和容量大小也会对纹波有影响。(Y电容大的,纹波上的“刺”会小一点)2.输出电感感量的大小也是影响纹波大小的一个因素。(我的输出有两个电感,一个是R3*15,一个是9*5*3的磁环,我短路3*15的电感,纹波也会小很多)3.输出肖特基的吸收回路。(把肖特基吸收回路的R改小,也会对输出纹波有好处)以上所述是针对鄙人此款30W机种。
现在我又碰到一个新的问题,用上述30W的PCB做一款24V/1A的产品,纹波又有不同。
24V/1A的现在纹波是一个很宽的正弦波,仔细一看,波形就有点像无线电中的包络检波的图像,我认为是电路中有震荡,我也调整过好几个地方,均没有改善。请大家帮忙看看是什么原因。
24V/1A的现在纹波是一个很宽的正弦波,仔细一看,波形就有点像无线电中的包络检波的图像,我认为是电路中有震荡,我也调整过好几个地方,均没有改善。请大家帮忙看看是什么原因。
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@employee
噪声?能说具体一点吗?那是从哪个部位发出来的呢?就看这个波形,能知道噪声的频率吗?
形成电源尖峰噪声
其中以导线电感引起的干扰为主。在实际设计中,应尽量避免该电感对电路的影响:在各集成电路的电源和地线间分别接入旁路电容,以缩短开关电流的流通途径;将电源线和地线设计成如图1(b)所示的格子形状,而不用图1(a)所示的梳子形状,这是因为格子状能显著缩短线路环路,降低线路阻抗,减少干扰。
当印制电路板上装有多个集成电路,且部分元件功耗较大,地线出现较大电位差,形成公共阻抗干扰时,宜将地线设计成如如图1(d)所示的封闭环路,这种环路无电位差,比图1(c)所示的方式有更高的噪声容限;应尽量缩短引线,将各集成电路的GND以最短距离连到电路板入口地线,降低印制导线产生的尖峰脉冲;让地线、电源线走向与数据传输方向一致,以提高电路板的噪声容限。
使用大量高速逻辑电路时常采用多层印制电路板,降低接地电位差,减少电源线阻抗和信号线间串扰。当没有多层板而不得不使用双面板时,必须尽量加宽地线线条,通常地线应加粗到可通过三倍于导线实际流过的电流量为宜;或采用小型母线方式,将公共电源线和地线尽量分别布于印制板两面边缘。当印制板插头有多个插头接触片时,应多备几个引线插头作地线使用,如图1(b)所示,并按总负载电流大小,在插头处接入1~10mF的钽电容器对电源母线去耦,并在去耦电容旁并联一个0.01~0.1mF的高频陶瓷电容器。
正确运用抗扰器件
进行印制板的电磁兼容性设计,应根据噪声的不同特点,正确选用抗扰器件:用二极管和压敏电阻等吸收浪涌电压,用隔离变压器等隔离电源噪声,用线路滤波器等滤除一定频段的干扰信号,用电阻器、电容器、电感器等元件的组合对干扰电压或电流进行旁路、吸收、隔离、滤除、去耦等处理。如果抗扰器件运用不当,那么不但不能有效减少干扰,甚至还会成为新的干扰源。
对电容器的选用和安装来说,钽电解电容器在低频段应用效果好,应装在电源入口处;陶瓷电容器在高频段应用效果好,应装在各集成电路的附近。安装电容器时,要尽量缩短引线,但不能为求引线短而忽视安装位置,应将其装在需要旁路的集成电路的Vcc和GND管脚近处,否则,电容器就毫无旁路意义。当板上信号导线阻抗不匹配时,会发生多次反射噪声,在线路终端和始端接入阻抗匹配电阻,可消除干扰。当印制导线较长时,线路电感会导致减幅振荡,串入阻尼电阻,可抑制振荡,增强抗干扰能力,改善波形。
合理布置器件
板上器件布局不当是引发干扰的重要因素,所以应全面考虑电路结构,合理布置印制板上的器件。首先应根据需要确定印制板的大小和形状,尺寸过大会使印制导线加长,阻抗增大,噪声容限降低;尺寸过小又不利于散热,邻近导线、器件易发生感应。
在印制板上布置元器件,原则上应将输入输出部分分别布置在板的两端;电路中相互关联的器件应尽量靠近,以缩短器件间连接导线的距离;工作频率接近或工作电平相差大的器件应相距远些,以免相互干扰。如常用的以单片机为核心的小型开发系统电路,在设绘印制板图时,宜将时钟发生器、振荡器等易产生噪声的器件相互靠近布置,让有关的逻辑电路部分尽量远离这类噪声器件。同时,考虑到电路板在机柜内的安装方式,最好将ROM、RAM、功率输出器件及电源等易发热器件布置在板的边缘或偏上方部位,以利于散热。
在印制电路板上布置逻辑电路,原则上应在输出端子附近放置高速电路,如光电隔离器等,在稍远处放置低速电路和存储器等,以便处理公共阻抗的耦合、辐射和串扰等问题。在输入输出端放置缓冲器,用于板间信号传送,可有效防止噪声干扰。
电路板上装有高压、大功率器件时,与低压、小功率器件应保持一定间距,尽量分开布线。在大功率、大电流元器件周围不宜布设热敏器件或运算放大器等,以免产生感应或温漂。
合理布置板间配线
板间配线会直接影响印制板的噪声敏感度,因此,在印制板联装后,应认真检查、调整,对板间配线作合理安排,彻底清除超过额定值的部位,解决设计中遗留的不妥之处。板间配线应注意以下几点:
(1)板间信号线越短越好,且不宜靠近电力线,或可采取两者相互垂直配线的方式,以减少静电感应、漏电流的影响,必要时应采取适宜的屏蔽措施;板间接地线需采用“一点接地”方式,切忌使用串联型接地,以避免出现电位差。地线电位差会降低设备抗扰度,是时常出现误动作的原因之一。
(2)远距离传送的输入输出信号应有良好的屏蔽保护,屏蔽线与地应遵循一端接地原则,且仅将易受干扰端屏蔽层接地。应保证柜体电位与传输电缆地电位一致。
(3)当用扁平电缆传输多种电平信号时,应用闲置导线将各种电平信号线分开,并将该闲置导线接地。扁平电缆力求贴近接地底板,若串扰严重,可采用双绞线结构的信号电缆。
(4)交流中线(交流地)与直流地严格分开,以免相互干扰,影响系统正常工作。
结语
一般而言,使用以上的基本抗干扰措施,可消除印制板90%左右的常见干扰。由于硬件的可靠性是设备的复杂性函数,要消除一些特殊的、小概率的干扰,就要采用特殊的、更复杂的硬件抗干扰电路。但过多地采用硬件抗干扰措施,会明显提高产品的常规成本,且硬件数量的增加,还会产生新的干扰,导致系统的可靠性下降。所以应根据设计条件和目标要求,合理采用一些硬件抗干扰措施,提高系统的抗干扰能力。
其中以导线电感引起的干扰为主。在实际设计中,应尽量避免该电感对电路的影响:在各集成电路的电源和地线间分别接入旁路电容,以缩短开关电流的流通途径;将电源线和地线设计成如图1(b)所示的格子形状,而不用图1(a)所示的梳子形状,这是因为格子状能显著缩短线路环路,降低线路阻抗,减少干扰。
当印制电路板上装有多个集成电路,且部分元件功耗较大,地线出现较大电位差,形成公共阻抗干扰时,宜将地线设计成如如图1(d)所示的封闭环路,这种环路无电位差,比图1(c)所示的方式有更高的噪声容限;应尽量缩短引线,将各集成电路的GND以最短距离连到电路板入口地线,降低印制导线产生的尖峰脉冲;让地线、电源线走向与数据传输方向一致,以提高电路板的噪声容限。
使用大量高速逻辑电路时常采用多层印制电路板,降低接地电位差,减少电源线阻抗和信号线间串扰。当没有多层板而不得不使用双面板时,必须尽量加宽地线线条,通常地线应加粗到可通过三倍于导线实际流过的电流量为宜;或采用小型母线方式,将公共电源线和地线尽量分别布于印制板两面边缘。当印制板插头有多个插头接触片时,应多备几个引线插头作地线使用,如图1(b)所示,并按总负载电流大小,在插头处接入1~10mF的钽电容器对电源母线去耦,并在去耦电容旁并联一个0.01~0.1mF的高频陶瓷电容器。
正确运用抗扰器件
进行印制板的电磁兼容性设计,应根据噪声的不同特点,正确选用抗扰器件:用二极管和压敏电阻等吸收浪涌电压,用隔离变压器等隔离电源噪声,用线路滤波器等滤除一定频段的干扰信号,用电阻器、电容器、电感器等元件的组合对干扰电压或电流进行旁路、吸收、隔离、滤除、去耦等处理。如果抗扰器件运用不当,那么不但不能有效减少干扰,甚至还会成为新的干扰源。
对电容器的选用和安装来说,钽电解电容器在低频段应用效果好,应装在电源入口处;陶瓷电容器在高频段应用效果好,应装在各集成电路的附近。安装电容器时,要尽量缩短引线,但不能为求引线短而忽视安装位置,应将其装在需要旁路的集成电路的Vcc和GND管脚近处,否则,电容器就毫无旁路意义。当板上信号导线阻抗不匹配时,会发生多次反射噪声,在线路终端和始端接入阻抗匹配电阻,可消除干扰。当印制导线较长时,线路电感会导致减幅振荡,串入阻尼电阻,可抑制振荡,增强抗干扰能力,改善波形。
合理布置器件
板上器件布局不当是引发干扰的重要因素,所以应全面考虑电路结构,合理布置印制板上的器件。首先应根据需要确定印制板的大小和形状,尺寸过大会使印制导线加长,阻抗增大,噪声容限降低;尺寸过小又不利于散热,邻近导线、器件易发生感应。
在印制板上布置元器件,原则上应将输入输出部分分别布置在板的两端;电路中相互关联的器件应尽量靠近,以缩短器件间连接导线的距离;工作频率接近或工作电平相差大的器件应相距远些,以免相互干扰。如常用的以单片机为核心的小型开发系统电路,在设绘印制板图时,宜将时钟发生器、振荡器等易产生噪声的器件相互靠近布置,让有关的逻辑电路部分尽量远离这类噪声器件。同时,考虑到电路板在机柜内的安装方式,最好将ROM、RAM、功率输出器件及电源等易发热器件布置在板的边缘或偏上方部位,以利于散热。
在印制电路板上布置逻辑电路,原则上应在输出端子附近放置高速电路,如光电隔离器等,在稍远处放置低速电路和存储器等,以便处理公共阻抗的耦合、辐射和串扰等问题。在输入输出端放置缓冲器,用于板间信号传送,可有效防止噪声干扰。
电路板上装有高压、大功率器件时,与低压、小功率器件应保持一定间距,尽量分开布线。在大功率、大电流元器件周围不宜布设热敏器件或运算放大器等,以免产生感应或温漂。
合理布置板间配线
板间配线会直接影响印制板的噪声敏感度,因此,在印制板联装后,应认真检查、调整,对板间配线作合理安排,彻底清除超过额定值的部位,解决设计中遗留的不妥之处。板间配线应注意以下几点:
(1)板间信号线越短越好,且不宜靠近电力线,或可采取两者相互垂直配线的方式,以减少静电感应、漏电流的影响,必要时应采取适宜的屏蔽措施;板间接地线需采用“一点接地”方式,切忌使用串联型接地,以避免出现电位差。地线电位差会降低设备抗扰度,是时常出现误动作的原因之一。
(2)远距离传送的输入输出信号应有良好的屏蔽保护,屏蔽线与地应遵循一端接地原则,且仅将易受干扰端屏蔽层接地。应保证柜体电位与传输电缆地电位一致。
(3)当用扁平电缆传输多种电平信号时,应用闲置导线将各种电平信号线分开,并将该闲置导线接地。扁平电缆力求贴近接地底板,若串扰严重,可采用双绞线结构的信号电缆。
(4)交流中线(交流地)与直流地严格分开,以免相互干扰,影响系统正常工作。
结语
一般而言,使用以上的基本抗干扰措施,可消除印制板90%左右的常见干扰。由于硬件的可靠性是设备的复杂性函数,要消除一些特殊的、小概率的干扰,就要采用特殊的、更复杂的硬件抗干扰电路。但过多地采用硬件抗干扰措施,会明显提高产品的常规成本,且硬件数量的增加,还会产生新的干扰,导致系统的可靠性下降。所以应根据设计条件和目标要求,合理采用一些硬件抗干扰措施,提高系统的抗干扰能力。
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@hypower
形成电源尖峰噪声其中以导线电感引起的干扰为主。在实际设计中,应尽量避免该电感对电路的影响:在各集成电路的电源和地线间分别接入旁路电容,以缩短开关电流的流通途径;将电源线和地线设计成如图1(b)所示的格子形状,而不用图1(a)所示的梳子形状,这是因为格子状能显著缩短线路环路,降低线路阻抗,减少干扰。 当印制电路板上装有多个集成电路,且部分元件功耗较大,地线出现较大电位差,形成公共阻抗干扰时,宜将地线设计成如如图1(d)所示的封闭环路,这种环路无电位差,比图1(c)所示的方式有更高的噪声容限;应尽量缩短引线,将各集成电路的GND以最短距离连到电路板入口地线,降低印制导线产生的尖峰脉冲;让地线、电源线走向与数据传输方向一致,以提高电路板的噪声容限。 使用大量高速逻辑电路时常采用多层印制电路板,降低接地电位差,减少电源线阻抗和信号线间串扰。当没有多层板而不得不使用双面板时,必须尽量加宽地线线条,通常地线应加粗到可通过三倍于导线实际流过的电流量为宜;或采用小型母线方式,将公共电源线和地线尽量分别布于印制板两面边缘。当印制板插头有多个插头接触片时,应多备几个引线插头作地线使用,如图1(b)所示,并按总负载电流大小,在插头处接入1~10mF的钽电容器对电源母线去耦,并在去耦电容旁并联一个0.01~0.1mF的高频陶瓷电容器。 正确运用抗扰器件 进行印制板的电磁兼容性设计,应根据噪声的不同特点,正确选用抗扰器件:用二极管和压敏电阻等吸收浪涌电压,用隔离变压器等隔离电源噪声,用线路滤波器等滤除一定频段的干扰信号,用电阻器、电容器、电感器等元件的组合对干扰电压或电流进行旁路、吸收、隔离、滤除、去耦等处理。如果抗扰器件运用不当,那么不但不能有效减少干扰,甚至还会成为新的干扰源。 对电容器的选用和安装来说,钽电解电容器在低频段应用效果好,应装在电源入口处;陶瓷电容器在高频段应用效果好,应装在各集成电路的附近。安装电容器时,要尽量缩短引线,但不能为求引线短而忽视安装位置,应将其装在需要旁路的集成电路的Vcc和GND管脚近处,否则,电容器就毫无旁路意义。当板上信号导线阻抗不匹配时,会发生多次反射噪声,在线路终端和始端接入阻抗匹配电阻,可消除干扰。当印制导线较长时,线路电感会导致减幅振荡,串入阻尼电阻,可抑制振荡,增强抗干扰能力,改善波形。 合理布置器件 板上器件布局不当是引发干扰的重要因素,所以应全面考虑电路结构,合理布置印制板上的器件。首先应根据需要确定印制板的大小和形状,尺寸过大会使印制导线加长,阻抗增大,噪声容限降低;尺寸过小又不利于散热,邻近导线、器件易发生感应。 在印制板上布置元器件,原则上应将输入输出部分分别布置在板的两端;电路中相互关联的器件应尽量靠近,以缩短器件间连接导线的距离;工作频率接近或工作电平相差大的器件应相距远些,以免相互干扰。如常用的以单片机为核心的小型开发系统电路,在设绘印制板图时,宜将时钟发生器、振荡器等易产生噪声的器件相互靠近布置,让有关的逻辑电路部分尽量远离这类噪声器件。同时,考虑到电路板在机柜内的安装方式,最好将ROM、RAM、功率输出器件及电源等易发热器件布置在板的边缘或偏上方部位,以利于散热。 在印制电路板上布置逻辑电路,原则上应在输出端子附近放置高速电路,如光电隔离器等,在稍远处放置低速电路和存储器等,以便处理公共阻抗的耦合、辐射和串扰等问题。在输入输出端放置缓冲器,用于板间信号传送,可有效防止噪声干扰。 电路板上装有高压、大功率器件时,与低压、小功率器件应保持一定间距,尽量分开布线。在大功率、大电流元器件周围不宜布设热敏器件或运算放大器等,以免产生感应或温漂。 合理布置板间配线 板间配线会直接影响印制板的噪声敏感度,因此,在印制板联装后,应认真检查、调整,对板间配线作合理安排,彻底清除超过额定值的部位,解决设计中遗留的不妥之处。板间配线应注意以下几点: (1)板间信号线越短越好,且不宜靠近电力线,或可采取两者相互垂直配线的方式,以减少静电感应、漏电流的影响,必要时应采取适宜的屏蔽措施;板间接地线需采用“一点接地”方式,切忌使用串联型接地,以避免出现电位差。地线电位差会降低设备抗扰度,是时常出现误动作的原因之一。 (2)远距离传送的输入输出信号应有良好的屏蔽保护,屏蔽线与地应遵循一端接地原则,且仅将易受干扰端屏蔽层接地。应保证柜体电位与传输电缆地电位一致。 (3)当用扁平电缆传输多种电平信号时,应用闲置导线将各种电平信号线分开,并将该闲置导线接地。扁平电缆力求贴近接地底板,若串扰严重,可采用双绞线结构的信号电缆。 (4)交流中线(交流地)与直流地严格分开,以免相互干扰,影响系统正常工作。 结语 一般而言,使用以上的基本抗干扰措施,可消除印制板90%左右的常见干扰。由于硬件的可靠性是设备的复杂性函数,要消除一些特殊的、小概率的干扰,就要采用特殊的、更复杂的硬件抗干扰电路。但过多地采用硬件抗干扰措施,会明显提高产品的常规成本,且硬件数量的增加,还会产生新的干扰,导致系统的可靠性下降。所以应根据设计条件和目标要求,合理采用一些硬件抗干扰措施,提高系统的抗干扰能力。
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@employee
各位大虾,多谢你们的关注,改变变压器绕组相位的实验我也做过,更换示波器的方法我也试过,结果还是一样的。今天经过再一次调试发现以下问题:1.Y电容的位置和容量大小也会对纹波有影响。(Y电容大的,纹波上的“刺”会小一点)2.输出电感感量的大小也是影响纹波大小的一个因素。(我的输出有两个电感,一个是R3*15,一个是9*5*3的磁环,我短路3*15的电感,纹波也会小很多)3.输出肖特基的吸收回路。(把肖特基吸收回路的R改小,也会对输出纹波有好处)以上所述是针对鄙人此款30W机种。
首选明确纹波和噪声概念的区别。
你示波器上看到的输出交流波形是纹波和噪声叠加在一起的结果。
对于12V输出,纹波在13.4mV应该是正常的,主要由输出电容的ESR决定。
你现在主要的问题是噪声太大。通常,噪声源来自原边开关管和副边整流管,因此,增加必要的吸收,滤波电路可以改善叠加在输出的噪声。
具体来说,Y电容在电路中会对噪声进行分压,所以取值大会有好处,但要考虑漏电流是否合适;
输出电感主要会影响输出端的交流电流,同时起到滤波的作用;输出吸收电路相当与直接对噪声源进行吸收。
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