電源供應器
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電源供應器 Ripple / Noise 基本解析 PowerPoint PPT Presentation


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電源供應器 Ripple / Noise 基本解析. Outline. 一. RIPPLE/NOISE 之含義. 二. RIPPLE/NOISE 類型. 三. RIPPLE NOISE 的來源及其特征. 四. RIPPLE NOISE 不良分析方法. 五 . RIPPLE NOISE 實例分析. Prepared By : AD Yuan May. 16th 2003. Page 1. 一. RIPPLE/NOISE 之含義. 1. Ripple 即連波,直流電壓輸出之脈動成份(交流成份) 如圖 :.

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電源供應器 Ripple / Noise 基本解析

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Presentation Transcript


Ripple noise

電源供應器 Ripple / Noise 基本解析

Outline

一. RIPPLE/NOISE 之含義

二. RIPPLE/NOISE 類型

三. RIPPLE NOISE 的來源及其特征.

四. RIPPLE NOISE 不良分析方法

五. RIPPLE NOISE 實例分析

Prepared By : AD Yuan May. 16th 2003

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Ripple noise

一. RIPPLE/NOISE 之含義

1.Ripple 即連波,直流電壓輸出之脈動成份(交流成份) 如圖 :

2.Noise 即連波上的干擾信號(噪信).

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Ripple noise

二. RIPPLE/NOISE 類型

1. Switching ripple/noise

以Forward converter電路為例,如圖所示:

(1) C就是Switching ripple , 其頻率就是 A開關管(or Mosfet) 切換頻率( fs ).

>>一般釆說,Switching ripple 的大小約為

5mv~20mv左右,用示波器或 AET的

20MHz頻寬可量測到Switching ripple.

( 2 ) D 就是Switching noise , 若將其信號放大,可發現其頻率大約在15MHz~18MHz

甚至更高.

>>Spec中規定量測Ripple/noise 時,外加鉭質

電容和 0.1uF Cap. 是用來濾除Switching

Noise .

>>由此可知, 如果ATE治具中電容的位置放得不恰當,則所量測的Ripple/noise 值將

不一樣.

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Ripple noise

2 . Line Ripple

Line Ripple 即輸入的交流電壓之Ripple .如圖所示:

>>正常Line Ripple是可以

被接受的.

以 Boost Converter 電路為例 :

>>當輸出為Full load 時 , Boost Converter 無法保持很穩定的Bulk電壓輸出,會有一個Line Ripple 在Bulk電壓上, 此Line Ripple 就會反映到DC輸出端,

被ATE或示波器量測出來.

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Ripple noise

3 . Oscillation Ripple

介于 Line Frequency 与Switching frequency 之間,都稱為Oscillation .如圖:

>>在設計中,Oscillation 是不允許其存在的 ,有可能在某些情況下會使

Vp-p超出其Limit 值.

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Ripple noise

三. RIPPLE NOISE 的來源及其特征.

1.電源中的Switching ripple/noise: 是由開關切換頻率 而來 ,其頻率

為切換開關切換頻率 .

2. Line Ripple : 是由輸入線電壓而來的,其頻率為輸入頻率 之2倍 .

3. Oscillation Ripple : 是電路回授不穩定而來 , 波形大小不一.

4. Fan電路干擾引起,其波形存有干擾信號

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Ripple noise

四. RIPPLE NOISE 不良分析方法

>> 若是ATE Ripple/Noise不良,必須用示波器確定Ripple/Noise 不良是否

為治具問題還是机台本身問題.

* 若是治具問題 , 則CHECK :

1. ATE 治具端外加電容是否不對或已損坏.

2 . 外加電容位置是否恰當或連線是否有問題.

** 若是机台本身有問題 , 則判斷其來源屬何种 ?

1.

若是Switching Ripple 問題 , 則CHECK

No

No

A.輸出電容ESR值是否有問題 ?

B.輸出電容容量是否太小?

C.其它輸出元件中是否有問題?

Yes

Yes

Yes

找ESR值小的輸出電容

可加大輸出電容容量

找其它原因

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Ripple noise

2.

若是Switching Noise, 則CHECK

輸出整流二极管或其Snubber circuit 是否異常 ?

主Q 是否受到干擾 ? Check Vgs 和 Vds 波形 .

Yes

Yes

主Q之G极或D极加磁環.

變更整流二极体或Snubber circuit .

3.

若是Oscillation 引起 Ripple , 則Check :

Yes

Yes

調整回授電路 (最有效之方法)

加大二次側的輸出電

或用ESR 值低的電容 .

4 .若是由 Fan 引起, 則去掉 Fan ,Check Ripple/noise 是否正常?

Yes --- 則在FAN 兩端加一顆電解電容濾波.

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Ripple noise

5 .

若是Line Ripple 如圖, 則Check :

+12V Output Spec:200mv max

(1) 看是否一次側能量傳送不夠 , 可Check PWM IC Isense 點波形 .

(2) 是否為EMI 部分干擾 ,可將Y Cap.加磁 環或主Q加磁環.

(3) 加大一次側之Bulk Cap. 容量 ,是否有改善 ?

(4) 調整二次側回授電路 , 拉高低頻增益 .

( 5)看是否与輸入線電壓頻率有關 ?

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Ripple noise

五. RIPPLE NOISE 實例分析

PS-6251-9C +5Voutput Ripple&Noise Defect Analysis

1.不良現象:

在ATE 測試中出現+5V 雜訊偏高至 50mv~65mv(spec:50mV).

Input : 180Vac~264Vac/47~63Hz

測試條件:

Load :+5V/25A,+3.3V/3A,+12V/8A,-12V/0.4A,5VS/3A.

2. 原因分析:

(1).用相同的條件在示波器上確認不良確實(53mv ).如波形.

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Ripple noise

(2).從不良的波形看,整體幅度大,且它的頻率是AC輸入頻率的2倍(94HZ),可能是

AC部分的共模干擾NOISE 訊號---53mV.

(3).電路分析過程:

1)取1PCS以前生產PASS的机台,測試Vpp值為30mV

2)此時開始對換EMI 部分元件和Transformer尋找差異,在對換后不良仍舊

存在NG&Good sample還是為原來的讀值.

3).當將YCAP C104,C105斷幵時不良的雜訊干擾消失,波形如圖二.此波形幅度

大大減小,由53mV降低至 24mV,且穩定不變 .

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Ripple noise

4).更換OK机台上的C104,C105仍為不良.

5).將C104,C105 腳加上磁環,則Ripple/noise為27.6mv且穩定.如波形 .

3.對策實施 .

(1).暫時對策 : 經各相關部門討論在ATE加嚴測試+5V Vpp 為45mV(max) .

(2).Long term : 將C104&C105 腳上加磁環.

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Ripple noise

我們學習的目的是:

把它用在實際的工作中去!!!

Thinking

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