• 回复
  • 收藏
  • 点赞
  • 分享
  • 发新帖

【原创】低噪声反激电源,测量,设计,超详实的制作过程,高实践

一直打算做些小功率的电源自用.

打算了很久但还是没做,实在没空....

最近打算整理整理,碰巧看到电源网的活动~~

 

偶并非职业电源设计人员,那些EMI/EMC什么的就没办法测了.

那么这个电源尽量用简单的设备做出来.咱就不来什么重型武器了.

 

下面说说具体.

虽然是自用并不量产,但还是尽量保持可造性.

指标暂时如下打算,最後可能会有些小的变动.

 

170~260V输入 50W范围.

正负5~10V,12~24V可调.

效率超过80多就好.

拓扑自然选择反激.

看到这里,这真是一个没什么特别的电源,想关闭网页了对吧~

 

下面说说特别指标.

所有输出波纹必须小于1mV,包括那些毛刺.测量带宽必须超过100MHZ.使用长地线夹,不可在探头上加什么电容之类的.输出没有什么高速LDO稳压.不可以过度堆料实现.

待补充...困糊涂写不出了.

-5/1/2014 1:18

全部回复(154)
正序查看
倒序查看
2014-05-01 11:33
加油!
0
回复
hugan
LV.6
3
2014-05-01 20:00

顶起

0
回复
sweeter
LV.3
4
2014-05-02 19:12

所有输出波纹必须小于1mV。

一般的反激电源纹波蛮大,楼主应该在后级输出端加了LC滤波。期待更新……

0
回复
lixz
LV.5
5
2014-05-03 01:43
@sweeter
所有输出波纹必须小于1mV。一般的反激电源纹波蛮大,楼主应该在后级输出端加了LC滤波。期待更新……

嗯,加了LC.

最近實在忙...更新慢,見諒...

0
回复
lixz
LV.5
6
2014-05-03 18:42

关于反激的原理,资料以及计算已经很多.就不瞎凑热闹了.

事实上关于数学部分,作者也没时间去整理推导.

本文将高度倾向于实际操作与调试,以及设备十分有限的情况下,如何完成基本的调试.

[但作者并不推崇在实际开发中如此,设备都不全的地还是走人为上.似乎一些公司连高压探头都没有.请注意如果把10x探头超额使用,短时间内虽然不会出问题,某天出现严重偏差检查起来足够折腾的.我们都知道电容通常要降额使用.]

 

我们知道一般开关电源有三个头痛的地方.

毛刺,尖峰.以及毛刺和尖峰....

0
回复
2014-05-04 18:22

这个电源的难点是交叉调整率,祝你早日成功!

0
回复
老梁头
LV.10
8
2014-05-04 19:12
@心中有冰
这个电源的难点是交叉调整率,祝你早日成功!
楼主已经胸有成竹了,希望早日看到成品
0
回复
562676715
LV.3
9
2014-05-05 15:22
我也来凑凑热闹!学习!!
0
回复
oyang314
LV.5
10
2014-05-05 19:12
@562676715
我也来凑凑热闹!学习[图片]!!
等着呢
0
回复
jishu-sy
LV.4
11
2014-05-06 12:58
纹波小于1mV,个人感觉比较难。
0
回复
zoufeihu
LV.5
12
2014-05-06 13:16
波纹必须小于1mV,.测量带宽超过100MHZ.这下悲催了,现有只有50MHZ,哥伤不起了
0
回复
2014-05-06 15:43
小纹波的。。过来看一下。。。
0
回复
lixz
LV.5
14
2014-05-06 23:46

感謝幾位回復啊...你的回復是我的動力...

這幾天忙..現在晚了,明天首先談及1mv簡易的評估,毛刺等.

0
回复
lixz
LV.5
15
2014-05-06 23:54
帖子里我會談及近7年來的許多測量基礎,經驗,簡易評估等....你們的回復是我的動力...
0
回复
lixz
LV.5
16
2014-05-07 21:31

当测量开关电源等输出的时候,慢时基通常会看到一片零散的信号,快时基将看到"尖刺".有时使用LC进行输出滤波,却发现尖刺无法被过滤.然後发现测量的摆放,环境都有可能影响.而经过长导线後却有可能下降...

然後发现尖刺总发生在开关管开和关.当然,它就是从那来的.

 

但如果用慢时基去看呢.首先开关频率很高,按理屏幕将是一片尖峰.

然而示波器屏幕没有这样的精度,通常横纵分辨率祗有几百线.

对此,通常对数据进行压缩,以便能显示出来.但这将导致显示成方块.

原理如下.上下分别为快---慢时基.

为此,好一点的示波器将具备荧光算法.这将根据波形在屏幕上的变化速率以及出现概率对波形进行渲染.这将获得良好的视觉感受,以及能判断是否出现了混乱周期,这将改变概率.

 

荧光一词来源于模拟示波器的荧光屏的性质,正是这样的效果.然而数字荧光是可控的.具备数字荧光的示波器通常比较贵.

 

另一个问题要重要得多.在慢时基下许多入门示波器通常不会有多高的采样率.

这将导致采样混淆.

如下图.最上方是输入信号.接下来是低采样率的采样点密度,和采集到的数据.这显然已经完全失真.

而下方比较高的采样率,波形能大致重现出来.

[,采样结果不完全像图上那般,采樣结果实际上是点,但这已经能看出问题.另外示波器将会把点连接成线]

 

于是,在慢时基下将看到混淆结果,这很难分辨出毛刺的幅度.然而,低频信号因为频率低,依然能呈现出来.两者叠加将造成一种别致的效果...

 

模拟示波器,以及比较高档的数字示波器没有这样的问题,这时毛刺因为在屏幕上的变化速率很大,以及低的概率,将呈现昏暗的条带.关掉荧光功能,将变成方块.
0
回复
SKY丶辉煌
LV.10
17
2014-05-07 21:35

加油!

 

0
回复
2014-05-07 21:40
@lixz
当测量开关电源等输出的时候,慢时基通常会看到一片零散的信号,快时基将看到"尖刺".有时使用LC进行输出滤波,却发现尖刺无法被过滤.然後发现测量的摆放,环境都有可能影响.而经过长导线後却有可能下降...然後发现尖刺总发生在开关管开和关.当然,它就是从那来的. 但如果用慢时基去看呢.首先开关频率很高,按理屏幕将是一片尖峰.然而示波器屏幕没有这样的精度,通常横纵分辨率祗有几百线.对此,通常对数据进行压缩,以便能显示出来.但这将导致显示成方块.原理如下.上下分别为快---慢时基.[图片]为此,好一点的示波器将具备荧光算法.这将根据波形在屏幕上的变化速率以及出现概率对波形进行渲染.这将获得良好的视觉感受,以及能判断是否出现了混乱周期,这将改变概率. 荧光一词来源于模拟示波器的荧光屏的性质,正是这样的效果.然而数字荧光是可控的.具备数字荧光的示波器通常比较贵. 另一个问题要重要得多.在慢时基下许多入门示波器通常不会有多高的采样率.这将导致采样混淆.如下图.最上方是输入信号.接下来是低采样率的采样点密度,和采集到的数据.这显然已经完全失真.而下方比较高的采样率,波形能大致重现出来.[图片][注,采样结果不完全像图上那般,采樣结果实际上是点,但这已经能看出问题.另外示波器将会把点连接成线] 于是,在慢时基下将看到混淆结果,这很难分辨出毛刺的幅度.然而,低频信号因为频率低,依然能呈现出来.两者叠加将造成一种别致的效果... 模拟示波器,以及比较高档的数字示波器没有这样的问题,这时毛刺因为在屏幕上的变化速率很大,以及低的概率,将呈现昏暗的条带.关掉荧光功能,将变成方块.
这次不会再是搭棚版了吧,,,,,,,
0
回复
2014-05-07 21:54
@lixz
当测量开关电源等输出的时候,慢时基通常会看到一片零散的信号,快时基将看到"尖刺".有时使用LC进行输出滤波,却发现尖刺无法被过滤.然後发现测量的摆放,环境都有可能影响.而经过长导线後却有可能下降...然後发现尖刺总发生在开关管开和关.当然,它就是从那来的. 但如果用慢时基去看呢.首先开关频率很高,按理屏幕将是一片尖峰.然而示波器屏幕没有这样的精度,通常横纵分辨率祗有几百线.对此,通常对数据进行压缩,以便能显示出来.但这将导致显示成方块.原理如下.上下分别为快---慢时基.[图片]为此,好一点的示波器将具备荧光算法.这将根据波形在屏幕上的变化速率以及出现概率对波形进行渲染.这将获得良好的视觉感受,以及能判断是否出现了混乱周期,这将改变概率. 荧光一词来源于模拟示波器的荧光屏的性质,正是这样的效果.然而数字荧光是可控的.具备数字荧光的示波器通常比较贵. 另一个问题要重要得多.在慢时基下许多入门示波器通常不会有多高的采样率.这将导致采样混淆.如下图.最上方是输入信号.接下来是低采样率的采样点密度,和采集到的数据.这显然已经完全失真.而下方比较高的采样率,波形能大致重现出来.[图片][注,采样结果不完全像图上那般,采樣结果实际上是点,但这已经能看出问题.另外示波器将会把点连接成线] 于是,在慢时基下将看到混淆结果,这很难分辨出毛刺的幅度.然而,低频信号因为频率低,依然能呈现出来.两者叠加将造成一种别致的效果... 模拟示波器,以及比较高档的数字示波器没有这样的问题,这时毛刺因为在屏幕上的变化速率很大,以及低的概率,将呈现昏暗的条带.关掉荧光功能,将变成方块.

非常期待1毫伏的实现方法.

加油加油.

0
回复
lixz
LV.5
20
2014-05-07 22:12
@lixz
当测量开关电源等输出的时候,慢时基通常会看到一片零散的信号,快时基将看到"尖刺".有时使用LC进行输出滤波,却发现尖刺无法被过滤.然後发现测量的摆放,环境都有可能影响.而经过长导线後却有可能下降...然後发现尖刺总发生在开关管开和关.当然,它就是从那来的. 但如果用慢时基去看呢.首先开关频率很高,按理屏幕将是一片尖峰.然而示波器屏幕没有这样的精度,通常横纵分辨率祗有几百线.对此,通常对数据进行压缩,以便能显示出来.但这将导致显示成方块.原理如下.上下分别为快---慢时基.[图片]为此,好一点的示波器将具备荧光算法.这将根据波形在屏幕上的变化速率以及出现概率对波形进行渲染.这将获得良好的视觉感受,以及能判断是否出现了混乱周期,这将改变概率. 荧光一词来源于模拟示波器的荧光屏的性质,正是这样的效果.然而数字荧光是可控的.具备数字荧光的示波器通常比较贵. 另一个问题要重要得多.在慢时基下许多入门示波器通常不会有多高的采样率.这将导致采样混淆.如下图.最上方是输入信号.接下来是低采样率的采样点密度,和采集到的数据.这显然已经完全失真.而下方比较高的采样率,波形能大致重现出来.[图片][注,采样结果不完全像图上那般,采樣结果实际上是点,但这已经能看出问题.另外示波器将会把点连接成线] 于是,在慢时基下将看到混淆结果,这很难分辨出毛刺的幅度.然而,低频信号因为频率低,依然能呈现出来.两者叠加将造成一种别致的效果... 模拟示波器,以及比较高档的数字示波器没有这样的问题,这时毛刺因为在屏幕上的变化速率很大,以及低的概率,将呈现昏暗的条带.关掉荧光功能,将变成方块.

探頭問題

常见的波纹测量有几种?太多..

20M限制的,探头加电容的,短接地线的....先不谈这个.

那么,10x还是1x探头?作者发现,很多人用10x探头.当然,如果波纹有几百mv.衰减10,几十mv.还是在示波器量程内.但几十mv衰减到几mv情况就不那么乐观了.

通常示波器的最大灵敏度为5mv.也有2mv或者1mv的.

配合10x探头,灵敏度为50mv.太低的波纹将不好观察.嗯,但还是可以观察到.

 

1x探头呢?翻开探头说明书,上面写着带宽仅仅在几MHZ.然後等着客户指责和他测试的怎么不一样?安捷伦的2870探头倒是提供了35M的带宽,但相对贵许多.有源探头倒是提供了良好的解决方案,但价格可能超过一些入门示波器.

0
回复
lixz
LV.5
21
2014-05-08 03:39
@lixz
探頭問題常见的波纹测量有几种?太多..20M限制的,探头加电容的,短接地线的....先不谈这个.那么,用10x还是1x探头?作者发现,很多人用10x探头.当然,如果波纹有几百mv.衰减10倍,几十mv.还是在示波器量程内.但几十mv衰减到几mv情况就不那么乐观了.通常示波器的最大灵敏度为5mv.也有2mv或者1mv的.配合10x探头,灵敏度为50mv.太低的波纹将不好观察.嗯,但还是可以观察到. 用1x探头呢?翻开探头说明书,上面写着带宽仅仅在几MHZ.然後等着客户指责和他测试的怎么不一样?安捷伦的2870探头倒是提供了35M的带宽,但相对贵许多.有源探头倒是提供了良好的解决方案,但价格可能超过一些入门示波器.

都來頂下貼啊~~

下面繼續谈及测量的一些问题

0
回复
weiwst
LV.4
22
2014-05-08 10:57
@lixz
都來頂下貼啊~~下面繼續谈及测量的一些问题
期待楼主的制作。
0
回复
ta7698
LV.9
23
2014-05-08 13:31
负电压输出的电压范围会受正电压的负载影响,想要做出高电压精度要动一点脑筋!
0
回复
lixz
LV.5
24
2014-05-08 15:14
@ta7698
负电压输出的电压范围会受正电压的负载影响,想要做出高电压精度要动一点脑筋!

對調整率其實要求沒那么高了.這里主要是低干擾 

0
回复
2014-05-08 15:17
看帖留名 楼主写的真好
0
回复
lixz
LV.5
26
2014-05-08 16:03
@lixz
探頭問題常见的波纹测量有几种?太多..20M限制的,探头加电容的,短接地线的....先不谈这个.那么,用10x还是1x探头?作者发现,很多人用10x探头.当然,如果波纹有几百mv.衰减10倍,几十mv.还是在示波器量程内.但几十mv衰减到几mv情况就不那么乐观了.通常示波器的最大灵敏度为5mv.也有2mv或者1mv的.配合10x探头,灵敏度为50mv.太低的波纹将不好观察.嗯,但还是可以观察到. 用1x探头呢?翻开探头说明书,上面写着带宽仅仅在几MHZ.然後等着客户指责和他测试的怎么不一样?安捷伦的2870探头倒是提供了35M的带宽,但相对贵许多.有源探头倒是提供了良好的解决方案,但价格可能超过一些入门示波器.

接地夹子

 

其实作者很反对使用接地夹子测量小信号.这很容易导致错误的结果.

尽管带宽限制可以在一定程度上解决外界干扰,但对电源本身无疑是掩耳盗铃.

然而实际有很多情况,淡化了这错误.以下是作者能想到的.

 

客户对波纹要求很轻松.

测量是错误的,毛刺和杂讯实际远没这么大.

负载对波纹,毛刺干扰等根本不敏感.事实上负载有自己的滤波电容,大大抑制了来至电源输出本身的毛刺等.

电器设备趋向高度数字化.现除了模拟收音机在一定程度上能被干扰之外,能造成影响的一般设备很少了.[现早已有数字传输的广播了]

而一些特殊高端应用,绝大多数人根本不会接触到.

 

至于音频等应用,其中的"迷信"常人根本不可想象,不提也罢.
0
回复
lixz
LV.5
27
2014-05-08 16:07

呃呃呃

我的帖子好少人……&

繼續更新%……

0
回复
weiwst
LV.4
28
2014-05-08 20:33
@lixz
呃呃呃我的帖子好少人……&繼續更新%……
回帖不少了。持续关注
0
回复
xiaohe1988
LV.5
29
2014-05-08 21:15
关注纹波!! 小于1mV怎么实现,
0
回复
lixz
LV.5
30
2014-05-08 21:43
@lixz
接地夹子 其实作者很反对使用接地夹子测量小信号.这很容易导致错误的结果.尽管带宽限制可以在一定程度上解决外界干扰,但对电源本身无疑是掩耳盗铃.然而实际有很多情况,淡化了这错误.以下是作者能想到的. 客户对波纹要求很轻松.测量是错误的,毛刺和杂讯实际远没这么大.负载对波纹,毛刺干扰等根本不敏感.事实上负载有自己的滤波电容,大大抑制了来至电源输出本身的毛刺等.电器设备趋向高度数字化.现除了模拟收音机在一定程度上能被干扰之外,能造成影响的一般设备很少了.[现早已有数字传输的广播了]而一些特殊高端应用,绝大多数人根本不会接触到. 至于音频等应用,其中的"迷信"常人根本不可想象,不提也罢.

来看看接地夹子大概能带来多少干扰.

[,因为电磁环境不同,结果仅供参考.作者认为自己所处的电磁环境尚可.]

如图的做法大家觉得示波器应当显示什么呢?许多人认为是没有结果的.低频上差不多是如此.我们知道,线圈可以拾取电磁信号...

,这是10x 100MHZ的探头.于是示波器原本的5mV将会是50mV

 

如图50mV/格.却存在了大概25mv幅度的讯息.

 

把它展开到10nS/格 如下.频率在100MHz附近

这是什么呢?

作者对其进行了分析,证实这是当地FM广播.

[注.FM广播通常在76-108或者88-108MHz]

 

然而可以明显看出,干扰几乎多为100MHz.于是按下20MHz限制後将出现另一番情况.

没错,完全的直线.至少在50mV/格下,几乎没有可见干扰.

那么,随便测量点什么会发生什么?如下,看起来可能显得有些无聊.

FM干扰的幅度已经超过了50mV

 

10nS/格.

当用20M带宽之後.依然是很好的直线.但干扰和杂讯并不总是祗出现在高频.

 

当把探头放到根本没工作的电源(或者别的),如果不限制带宽,带进去的高频杂讯显然是不少.然而,这毕竟并非来至电源本身.

 

而探头接地线如同电感.换句话说,其实并没有真正接地,而是经过了电感.(并且杂讯也可以感应和耦合上去,因为它是敞开的).而随意一块比较大的电路板或者别的什么带上的杂讯通常大得多.[高频杂讯可不会理会电路的连接,"穿越"能力通常是无敌状态除非根本上高度隔开.]

那么,这些显然不能算是波纹的一部分.

而关于示波器,慢时基和低采样率的类型通常不会很好的看到这些干扰,可能表现为一堆"刺".这显然造成了比较混乱的结果.

0
回复
junestar520
LV.9
31
2014-05-10 17:07
@xiaohe1988
关注纹波!!小于1mV怎么实现,
可是1mv的纹波哟,很多示波器恐怕都测不到这么精准吧?
0
回复