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电子负载测试双向直流电源纹波时,如何设置触发电平的迟滞?

2025-11-28 09:25:21  点击:

在利用电子负载测试双向直流电源纹波时,设置触发电平的迟滞(Hysteresis)是确保测量稳定性和准确性的关键步骤。迟滞功能可防止因纹波电压波动接近触发电平时触发器频繁抖动,从而避免测量数据失真。以下是设置触发电平迟滞的详细方法及注意事项:

一、迟滞的作用与原理

  1. 作用
    • 防止抖动:当纹波电压围绕触发电平上下波动时,若无迟滞,触发器可能在阈值附近频繁切换,导致测量数据不稳定。
    • 提高抗干扰能力:迟滞可滤除噪声或瞬态干扰,确保触发条件在明确范围内才动作。
    • 稳定测量:在动态负载或高纹波场景下,迟滞可确保触发器仅在电压超出设定范围时响应,提高测量可靠性。
  2. 原理
    • 迟滞通过设置两个阈值(上限和下限)实现:当电压从低升至高时,触发器在上限阈值VTH+)动作;当电压从高降至低时,触发器在下限阈值VTH-)复位。
    • 迟滞宽度(ΔVHys)为两阈值之差:ΔVHys=VTH+VTH-

二、设置步骤(以常见电子负载为例)

1. 进入触发设置菜单

  • 打开电子负载操作界面,导航至触发(Trigger)测量设置(Measurement Setup)菜单。
  • 选择纹波测量(Ripple Measurement)电压监测(Voltage Monitoring)功能。

2. 启用迟滞功能

  • 在触发设置中,找到迟滞(Hysteresis)回差(Deadband)选项,并启用(通常为“On”或“Enable”)。
  • 部分电子负载可能将迟滞功能集成在触发阈值(Trigger Threshold)设置中,需选择“双阈值(Dual Threshold)”模式。

3. 设置触发电平与迟滞宽度

  • 触发电平(Trigger Level):设定为纹波电压的中心值(如额定输出电压 Vnominal)。
  • 迟滞宽度(Hysteresis Width):根据纹波幅度和噪声水平设置:
    • 经验值:迟滞宽度通常为纹波峰峰值(Vpp)的10%~20%。例如,若纹波 Vpp=100mV,可设迟滞宽度为 10mV20mV
    • 手动调整:从较小值(如 5mV)开始,逐步增加至触发器稳定工作且无抖动为止。
  • 上下限阈值:部分电子负载允许直接设置 VTH+ 和 VTH-,此时:
    • VTH+=Vnominal+2ΔVHys
    • VTH-=Vnominal2ΔVHys

4. 选择触发模式

  • 根据测试需求选择触发模式:
    • 上升沿触发(Rising Edge Trigger):当电压从 VTH- 升至 VTH+ 时触发。
    • 下降沿触发(Falling Edge Trigger):当电压从 VTH+ 降至 VTH- 时触发。
    • 双边触发(Both Edges Trigger):电压跨越任一阈值时均触发(适用于连续监测纹波)。

5. 验证设置

  • 连接双向直流电源与电子负载,设置电源输出额定电压(如48V)。
  • 启动电子负载,观察触发器是否稳定工作:
    • 若触发器频繁抖动,增大迟滞宽度。
    • 若触发器未响应,检查触发电平是否偏离纹波中心值,或迟滞宽度是否过大。
  • 使用示波器同步监测输出电压波形,确认触发点与纹波特征一致。

三、关键参数与优化建议

  1. 迟滞宽度选择
    • 小纹波场景(如 Vpp<50mV):迟滞宽度可设为 1mV5mV,以避免漏测。
    • 大纹波或高噪声场景(如 Vpp>100mV):迟滞宽度可设为 10mV50mV,以增强抗干扰能力。
  2. 触发灵敏度
    • 降低触发灵敏度(如增加迟滞宽度)可减少误触发,但可能漏测微小纹波。
    • 提高触发灵敏度(如减小迟滞宽度)可捕捉细节,但需确保噪声水平低于迟滞宽度。
  3. 动态负载适配
    • 在动态负载测试中(如斜坡、阶跃变化),纹波幅度可能增大,需动态调整迟滞宽度。
    • 部分电子负载支持自适应迟滞(Adaptive Hysteresis),可自动优化阈值,简化设置。

四、常见问题与解决方案

  1. 触发器抖动
    • 原因:迟滞宽度过小,或噪声水平高于迟滞宽度。
    • 解决:增大迟滞宽度,或启用电子负载的噪声滤波功能(如低通滤波器)。
  2. 触发器无响应
    • 原因:触发电平偏离纹波中心值,或迟滞宽度过大。
    • 解决:调整触发电平至额定输出电压,或减小迟滞宽度。
  3. 测量数据不稳定
    • 原因:连接线缆接触不良,或电子负载采样率不足。
    • 解决:检查连接线缆,确保接触良好;提高电子负载的采样率(如从10kSa/s升至100kSa/s)。

五、应用示例

场景:测试双向直流电源在48V输出时的纹波,纹波峰峰值 Vpp=80mV,噪声水平 <10mV

设置

  1. 触发电平:48V(纹波中心值)。
  2. 迟滞宽度:10mV(VTH+=48.005VVTH-=47.995V)。
  3. 触发模式:双边触发(连续监测纹波)。
  4. 验证:使用示波器观察,触发器在电压跨越48.005V或47.995V时稳定触发,无抖动。