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纹波电压、纹波电压的测量及测试

纹波电压、纹波电压的测量及测试

纹波电压

简单讲:纹波就是一个直流电压中的交流成分。直流电压本来应该是一个固定的值, 但是很多时候它是通过交流电压整流、滤波后得来的,由于滤波不干净,就会有剩余的交流成分,即使是用电池供电也会因负载的波动而产生波纹。事实上,即便是最好的基准电压源器件,其输出电压也是有波纹的。
狭义上的纹波电压,是指输出直流电压中含有的工频交流成分。
我国工频频率是50Hz,所以纹波电压以工频50Hz或50Hz的整数倍计取。具体取50Hz 还是50Hz的倍数,取决于整流电路的类型。对于半波整流,取50Hz;对于全波整流,取50Hz的2倍即100Hz;对于三相半波整流,取50Hz的3 倍即150Hz;对于三相全波整流,取50Hz的6倍即300Hz。
对于日本、美国等国家,使用60Hz工频,计取方式只需把上述的50改为60即可。
纹波电压通常用有效值或峰值表示。

    关于纹波电压与波纹电压?其实这两者之间没有区别,都是指直流中的交流分量。

纹波电压测量及相关参数:

可以先用示波器将整个波形捕获,然后将关心的纹波部分放大来观察和测量(自动测量或光标测量均可),同时还要利用示波器的FFT功能从频域进行分析。
1. 最大纹波电压。
在额定输出电压和负载电流下,输出电压的纹波(包括噪声)的绝对值的大小,通常以峰峰值或有效值表示。
2. 纹波系数Y(%)。
在额定负载电流下,输出纹波电压的有效值Urms与输出直流电压Uo之比,既 y=Umrs/Uo x100%
3. 纹波电压抑制比。
在规定的纹波频率(例如50HZ)下,输入电压中的纹波电压Ui~与输出电压中的纹波电压 Uo~之比,即:
纹波电压抑制比=Ui~/Uo~ 。
这里声明一下:噪声不同于纹波。纹波是出现在输出端子间的一种与输入频率和开关频率同步的成分,用峰-峰(peak to peak)值表示,一般在输出电压的0.5%以下;噪声是出现在输出端子间的纹波以外的一种高频成分,也用峰-峰(peak to peak)值表示,一般在输出电压的1%左右。纹波噪声是二者的合成,用峰-峰(peak to peak)值表示,一般在输出电压的2%以下。

纹波电压的危害:

纹波的害处:
1、容易在用设备中产生不期望的谐波,而谐波会产生较多的危害;
2、降低了电源的效率;
3、较强的纹波会造成浪涌电压或电流的产生,导致烧毁用设备。
4、会干扰数字电路的逻辑关系,影响其正常工作;
5、会带来噪音干扰,使图像设备、音响设备不能正常工作。

纹波电压的抑制方法:

抵制纹波电压的方法,常见的有以下几种:
1、在成本、体积允许的情况下,尽可能采用全波或三相全波整流电路;
2、加大滤波电路中电容容量,条件许可时使用效果更好的LC滤波电路;
3、使用效果好的稳压电路,对纹波抑制要求很高的地方使用模拟稳压电源而不使用开关电源;
4、合理布线。

纹波电压对LED的伤害:

大家都知道LED是靠电流激发芯片促使荧光粉而放光的,其电压是一 个被动值。也就是说衡量LED的参数,是以电流为主动参数,电压为被动参数。而LED用在照明领域,对亮度要求极高,所以说对电流的精度也极高。基于以上 论述,下面探讨纹波电压对LED的伤害到底有多大。

  用3528贴片LED 额定20mA 3V~3.2V为例。

  其电流电压曲线:(台湾亿光提供)

  

 

  按照大多数客户所用参数12并12串,我们都会给到18毫安~20毫安 那么这个电压范围就很窄,基本在3.1V~3.2V。

  我们按照理论上20毫安,3.2V来计算的话,12并12串是38.4V ,240毫安。假设现在的纹波是5%,浮动电压最大为1.92V, 单颗LED增加了 0.16V 即单颗LED为3.36V 电流24毫安,10%为3.52V 电流为25毫安,20%为3.84V 电流大于45毫安。

  以上数据的电流大家用普通仪器是没办法检测到的,而LED是完全可以“感受”到。那么如此高频的电压、电流变化体现在哪里呢?答案就是LED产 生了额外的热量!

  有兴趣的朋友可以用同一组LED负载,不同输出纹波电压的电源来测试,LED的温度都是不一样的。另外,有时LED灯刚装好,点着点着就发现有 LED死掉了,这些有很多都是纹波电压太高造成的。

  那么其危害我个人理解如下:

  1、产生高温,降低LED寿命。

  2、产生过大的高频电流冲击,短时间内使LED失效。直接影响LED的寿命。

  以上2点是为什么使LED光帅大的主要原因之一,早在三年前,几乎没有人探讨过这个问题,同时LED的技术水平也明显不如现在。而在现在的技术 领域内,纹波越来越被大家认知和在意。

  另外说一点的就是对于无电解电容的驱动电源来说,瓶颈就是纹波,如果纹波不处理在5%以下,无电解电容在LED照明领域永远是一个梦!

本文链接:http://baike.cntronics.com/abc/1310

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