電源供應器Ripple/Noise基本解析

一.RIPPLE/NOISE之含義

二.RIPPLE/NOISE類型

三.RIPPLENOISE的來源及其特征.

四.RIPPLENOISE不良分析方法

Outline五.RIPPLENOISE實例分析PreparedBy:ADYuanMay.16th2003Page1

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).Page2

二.RIPPLE/NOISE類型1.Switchingripple/noise以Forwardconverter電路為例,如圖所示:(1)C就是Switchingripple,其頻率就是A開關管(orMosfet)切換頻率(fs).

>>一般釆說,Switchingripple的大小約為5mv~20mv左右,用示波器或AET的20MHz

頻寬可量測到Switchingripple.(2)D就是Switchingnoise,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0.1uFCap.是用來濾除SwitchingNoise.>>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.Page32.LineRipple

LineRipple即輸入的交流電壓之Ripple.如圖所示:以BoostConverter電路為例:>>當輸出為Fullload時,BoostConverter無法保持很穩定的Bulk電壓輸出,會有一個LineRipple在Bulk電壓上,此LineRipple就會反映到DC輸出端,被ATE或示波器量測出來.>>正常LineRipple是可以被接受的.Page43.OscillationRipple介于LineFrequency與Switchingfrequency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.Page5

三.RIPPLENOISE的來源及其特征.1.電源中的Switchingripple/noise:是由開關切換頻率而來,其頻率為切換開關切換頻率.2.LineRipple:是由輸入線電壓而來的,其頻率為輸入頻率之2倍.3.OscillationRipple: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Page6

四.RIPPLENOISE不良分析方法>>若是ATERipple/Noise不良,必須用示波器確定Ripple/Noise不良是否為治具問題還是機臺本身問題.*若是治具問題,則CHECK:1.ATE治具端外加電容是否不對或已損壞.

2.外加電容位置是否恰當或連線是否有問題.**若是機臺本身有問題,則判斷其來源屬何種?1.若是SwitchingRipple問題,則CHECKA.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?YesYesYes找

ESR值小的輸出電容可加大輸出電容容量NoNo找其它原因Page72.若是SwitchingNoise,則CHECK主Q是否受到干擾?CheckVgs

和Vds

波形.輸出整流二極管或其Snubbercircuit是否異常?YesYes變更整流二極體或Snubbercircuit.主Q之G極或D極加磁環.3.若是Oscillation引起Ripple,則Check:加大二次側的輸出電或用ESR值低的電容.調整回授電路(最有效之方法)YesYes4.若是由Fan引起,則去掉Fan,CheckRipple/noise是否正常?Yes則在FAN兩端加一顆電解電容濾波.Page85.

若是LineRipple如圖,則Check:+12VOutputSpec:200mvmax(1)看是否一次側能量傳送不夠,可CheckPWMICIsense

點波形.

(2)是否為EMI部分干擾,可將YCap.加磁環或主Q加磁環.

(3)加大一次側之BulkCap.容量,是否有改善?(4)調整二次側回授電路,拉高低頻增益.(5)看是否與輸入線電壓頻率有關?Page9五.RIPPLENOISE實例分析PS-6251-9C+5VoutputRipple&NoiseDefectAnalysis1.不良現象:在ATE測試中出現+5V雜訊偏高至50mv~65mv(spec:50mV).測試條件:Input:180Vac~264Vac/47~63HzLoad:+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.Page10(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的機臺,測試Vpp值為30mV2)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&Goodsample還是為原來的讀值.3).當將YCAPC104,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.Page114).更換OK機臺上的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