前兩篇我們拆解了“白”和“黑1”,都挺有個性,這次我們該拆個“好性格的”了。拆開幾個不同品牌的產品之后,發現這些產品的特點如下:
內部都有玻璃管的那種保險絲,有比沒有好,如果使用那種防爆型的保險管就更好,成本問題。
濾波電感采用的都是環形磁心,具有成本低,易散熱等特點
都采用雙面電路板設計,但采用的電路方案都不同,正好可以測試比較一下它們的各自特點。
拆解測試使用的儀器,同樣是RIGOL的DSA815頻譜儀,自制的近場探頭,RIGOL的DP832直流電源,和一臺數字示波器,RIGOL的DS1104Z, 它有100MHz的測量帶寬,4個測量通道,存儲深度標配達12M個采樣點,選配達24M個采樣點,開關電源測試,需要捕獲長時間的信號,存儲深度很重要。
使用DP832對被測物提供12V的直流供電,由于電源在空載和帶載時的工作狀態會有不同,輸出特性也會有所不同,我把這個車載電源的5V輸出接到行車記錄儀作為負載,以便觀察實際工作情況。作為開關類電源,負載不同,對輸出也會有些影響,業界在平常測試時通常在使用電阻作為測試負載,也有用電子負載的。時域+頻域測量的設置如下圖所示:
測量設置圖
接下來,再拆解,微測第三個,還是黑色的,標記為“黑2”。
圖十六:“黑2”的拆解圖
憑觀察,它的用料和工藝感覺都要好一些。它采用的是一套“低噪聲” 的電路方案,如圖十七所示。
圖十七:“黑2”的電路方案示意圖
那么它的5V輸出的噪聲到底低不低?直接測吧!圖十八是通過DS1104Z直接測得的5V直流輸出電壓上的紋波噪聲,這同樣是在100MHz全帶寬的情況下測得的結果,開關紋波的峰峰值只有~200mV,遠低于前面的那兩個。
圖十八:“黑2”5V輸出電壓上的紋波噪聲
它的EMI又會如何?應該不會大。通過DSA815頻譜儀和近場探頭測得它的近場EMI情況如圖十九中的粉色軌跡所示,比“黑1”的黃色軌跡要低多了。
圖十九:“黑2”的近場EMI(粉色軌跡)
到此為止,我們通過時域和頻域相結合的測量方法,把這3個不同產品作了分析和測試,我們能清楚地看到信號在時域和頻域之間的相互關聯的關系。把這3個產品微測的結果作個小結如下:
到現在,我們談論的都是有關這些DC-DC直流電源的輸出端的情況,其實,不光是這些車充/車載直流電源的5V直流輸出端的特性很重要,它們的輸入端接到車的12V直流供電電源,這些被12V供電的產品也可能會將自身產生的干擾傳導到12V供電電源上,對12V電源造成污染,進而可能影響其他被12V供電的設備。
現在的車充,車載直流電源的最大輸出電流由以前常見的單路最大500mA,1A,做到了現在的多路,標稱每路電流達2.4A左右,輸出功率越做越大。功率越大,可能越容易產生EMI的問題。這些車充,車載直流電源等產品,看似是個小東西,想做好,也不是你想象的那么簡單啊。
不光是產品的設計生產廠家離不開測試,在美,歐等國家地區,越來越多的電子工程師,電子愛好者/發燒友也早已開始購置若干種“價格可以接受的” 儀器搞起自己的研發測試。RIGOL的很多儀器已經進入了歐美家庭,成為“個人擁有的儀器”中的熱門產品。
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