图文并茂写了LM2596在各种情况下的纹波分析

2019-07-14 12:52发布

实验条件: 

输入12V DC,输出5V DC,负载8欧水泥电阻,输入电源由线性电源提供。测试条件:示波器带宽限制20MHz,交流耦合。 

 
电原理图 (原文件名:sch.JPG) 

 
PCB图 (原文件名:pcb.jpg) 

做好的PCB已经焊接好的成品ourdev_426568.jpg(文件大小:667K,只有400K以内的图片才能直接显示) (原文件名:图像117.jpg)  
 
测试中使用的pi型滤波器 (原文件名:TT.JPG) 

 
我使用的线性电源的输出纹波 (原文件名:line.jpg) 
上图测量数据: 
Vpp 2.40mV 
Vmax 1.12mV 
Vmin -1.28mV 
Vrms 438uV 

 
直接输出的纹波 (原文件名:nor_output.jpg) 
上图测量数据: 
Vpp 84.8mV 
Vmax 41.6mV 
Vmin -43.2mV 
Vrms 20.8mV 


 
使用在输出电容上并联钽电容的纹波 (原文件名:tan_output.jpg) 
上图测量数据: 
Vpp 29.6mV 
Vmax 16.0mV 
Vmin -13.6mV 
Vrms 5.06mV 


 
输出使用pi型滤波器的纹波 (原文件名:pi_output.jpg) 
上图测量数据: 
Vpp 15.2mV 
Vmax 7.20mV 
Vmin -8.00mV 
Vrms 1.13mV    在测试过程中,发现LM2596电源会对输入电源产生干扰,分别是不采取措施,采用输入电容并100uF钽电容,使用pi型滤波器,测试结果如下: 
 
正常情况下对电源的干扰(原文件名:nor_input.jpg) 
上图测试数据 
Vpp 92.0mV 
Vmax 48.0mV 
Vmin -44.0mV 
Vrms 39.2mV 


 
并上钽电容后的干扰(原文件名:tan_intput.jpg) 
上图测试数据 
Vpp 57.6mV 
Vmax 28.0mV 
Vmin -29.6mV 
Vrms 15.4mV 


 
使用滤波器的干扰(原文件名:pi_input.jpg) 
上图测试数据 
Vpp 12.8mV 
Vmax 6.40mV 
Vmin -6.40mV 
Vrms 3.10mV 


LM2596中文设计指南ourdev_426578.pdf(文件大小:255K) (原文件名:lm2596kit.pdf)  


测试的结论,使用开关芯片,产生的纹波干扰是很明显的,对于数字电路,可能不会有太大问题,但是对于模拟电路,或者弱信号采集放大,会有影响。所以理想电源应该是线性电源。 
但是在体积,成本,效率无法满足要求时,就要采用开关电源了。对于抑制纹波,钽电容的效果明显,但是钽电容存在着价格贵,耐压差的问题,而使用传统的LC滤波器,效果相当显著,明显好于钽电容,成本也低于钽电容,但是付出的代价是体积变大。如果对电源有着更高的要求,可以在实际使用中在滤波器后再加一级低压差LDO,得到的输出应该能够更加纯净。