LED驱动器输出纹波和噪声的测量方法

测试测量技术

ＬＥＤ驱动器输出纹波和噪声的测量方法

ＭｅａｓｕｒｉｎｇＯｕｔｐｕｔＲｉｐｐｌｅａｎｄＮｏｉｓｅｏｆＬＥＤＤｒｉｖｅｒ俞江洁（浙江省质量技术监督检测研究院，浙江杭州３１００１３）

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０ｆＱ伽ｔｙａｎｄＴｅｃｈｎｉｃａｌＳｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ，压ｅｊｉｍｇｌ胁ｌｇｇｈｏｕ４３２０００）

摘要：文章浅析了ＬＥＤ驱动器的输出纹波和噪声．给出常见的３种测曩方法，通过比较分析确定准确的测量，疗法。

关键词：驱动器：示波器；纹波和噪声：测量跨确度中圈分类号：ＴＮＳ０６

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文献标识码：Ｂ

ａｎｄｎｏｓｅ

文章编号：１００３－０ｉ０７（２００９）０８－００１７－０３

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１刖昌

ＬＥＤ作为新型光源的使用正越来越多，对于ＬＥＤ驱动器的要求也越来越高，其中纹波这一直接影响使用效果的指标日益受到重视。专用的纹波测试仪器相对较昂贵，而示波器几

像晶体管的开和关，这些噪声的频率不仅包括转换器的工作频率而且还包括更高频率的寄生振荡，这取决于电路寄生的电感和电容，以及ＰＣＢ的布局，元器件的封装形式，和测量方式等等。

乎每家工厂都有，下面就利用示波器在ＬＥＤ驱动器为恒压模

式下纹波和噪声的测量作些探讨。

３测量方法

我们在使用示波器探头时必须要很仔细，其关键点是测量时探头和它的地之间的回路区域尽量要小。

注意：示波器应该设置在ＡＣ耦合和２０Ｍ带宽。

ＬＥＤ驱动器实际七是一个ＡＣ，ＤＣ／ＤＣ转换器。纹波和噪声

是ＡＣ，ＤＣ／ＤＣ转换器的一项重要参数指标，在很大程度上它的测量值的精确度取决于测量方法。本文推荐了一种常用的测试纹波和噪声的方法，它可以去除在错误测试情况下人为造成比较大的尖峰干扰信号。

我们现在以一个８Ｗ的ＬＥＤ驱动器演示板为例子，说明

测试方法。

演示电路板参数如下：

２纹波和噪声的概念

所有的开关转换器的Ｄｃ输出电压中都包含纹波和噪声。

拓扑类型：ＢＵＣＫ输出电压：３．３ＶＤＣ运行频率：９００ＫＨｚ

输入电压：１２Ｖ

ＤＣ

输出电流：２．５Ａ

３．１使用标准的示波器电压探头进行测试——错误的

方式

ｆｓｗ

这种错误的测试方式绝大多数人会采用。

图１纹波和噪声

纹波是由电容充电和放电过程产生的，无论电容是位于输入端部分还是输出端部分，因此它是一种可预测的参数。纹波波形和变换器ＰＷＭ波形有相同的频率或者是几倍于变换器ＰＷＭ波形的频率，这主要是由所使用的变换器电路结构来决定的。一般来讲，输出电路中滤波电容的值越大，相应的纹波电流就越小。

而开关噪声是由转换器内部电路瞬间动作产生的，比如

图２错误的测试输出纹波与噪声的方式

万方数据

２００９第８期

ｌｉｂ

图３结果显示了一个很严重的高频率噪声和振铃出现在输出上，之所以会这样是因为探头的地线能吸收辐射噪声，甚至是探头的放置位置也将会影响测试结果。这个探头的地线和测试点之间的大环路在电路开关时将会象环型天线一样感应到极大的噪声。

３．２示波器电压探头没有使用连接接地线进行测试

图４另外一种输出纹波与噪声测试方法图５按左图实际测试

按Ｉｔ＿图的接法，由于没有使用外置的长长的地线，地线直接绕在探头上，这时地线足够短，而且又是直接连接到电路输出端子，所以这个地环路特别小，感应到的噪声也相应小了。（图５就是从板子上焊一根地线出来，绕在探头上。）图６显示了测试结果。

田鼋・质量

万方数据图６第二次纹波与噪声测试结果

实际Ｅ这种方法不是很方便的，有时如果ＰＣＢ布局和元器件位置很复杂或者输出端的端子极短，这时采用上述的方法就会很麻烦。

３．３使用同轴电缆方式进行测试——推荐的方式

Ｅ－ｃａｐＦ－Ｃａｐ

‘ＲＣＮｅｔｗｏｒｋ

图７建议用这种方法测试纹波和噪声

图８使用同轴电缆测试输出纹波和噪声

图１０同轴电缆测试结果放大

图９和图ｌＯ显示了使用同轴电缆测试的结果。

为提高测量准确度，我们在同轴电缆二端加装了ＲＣ网络，下面我们讨论一下这个ＲＣ网络的作用。

３．４在同轴电缆二端加装ＲＣ网络的影响

ＲＣ网络（对应于连接示波器端）

图１１当连接示波器端子的ＲＣ网络被移除时的测试结果４结论

ＲＣ网络的主要功能是减少或消除探头上寄生的电容电感和辐射感应而产生的接收寄生高频振荡。图１１显示的是没有ＲＣ网络的结果，可以看到测量时的噪音非常大。对于这个ＲＣ网络，我们建议用１００ｒｔ和０．１ｕＦ的值。

万方数据

测试测量技术

低ＥＳＲ电解电容和高频性能好的薄膜电容（或陶瓷电容）（对应于测试端）

图１２测试端小的感应环路（类似于环型天线）

由于无论采用七述哪种方法，在探头顶端和地线之间仍然会存在一个很小的能够感应辐射的类似于环型天线的环路，因此我们采用一个低ＥＳＲ电解电容和一个高频特性好的薄膜电容并联后再加装在测试端用于减少感应到的残留噪声。（目前大多数低压陶瓷电容是ＳＭＤ封装的，直接焊接在同轴电缆上有一定的困难，因此我们也可以采用高频特性好的薄膜电容。）

由于电解电容在低频时的ＥＳＲ值比较低，以及陶瓷电容在高频时的ＥＳＲ值比较低，因此我们把电解电容和陶瓷电容结合起来使用，滤波的效果会更好。一般来说低ＥＳＲ电解电容的容值在这种测试中不应该小于１０ｕＦ，这样的测试效果会准确些。上述的实验中我们采用的是２２ｕＦ的电解电容＋０．１ｕＦ

的薄膜电容。

图１３测试端没有加装电容的测试结果

图１３是测试端没有加装电解电容和高频薄膜电容的测试结果，测试值是２２２ｍｖ，显然是不准确的。

在上述ｉ种测试方法中，使用同轴电缆并且将示波器内部带宽限制在２０ＭＨＺ，是比较适当的方法，在测试中推荐用一个低ＥＳＲ的电解电容并上一个小容量高频特性好的薄膜电容连接在测试点上，同时用一个ＲＣ网络连接在同轴电缆的示波器连接端以滤除噪音，这样的测试方式即方便又准确。

２００９第８期

LED驱动器输出纹波和噪声的测量方法

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：

俞江洁， Yu Jiang-jie

浙江省质量技术监督检测研究院,浙江,杭州,310013电子质量

ELECTRONICS QUALITY2009，""(8)0次

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