Влияние способа подключения источника питания на точность измерения его напряжения

При разработке источника питания важно осу­ществлять его тестирование. Для этой задачи необходимы аппаратные измерения. Во время этих измерений может появиться множество ошибок. Как их избежать, рассматривается в этой краткой публикации.

Ф. Достал

В представленной статье рассматривается влияние линии связи между тестируемым источни­ком питания и нагрузкой. Если делать это быстро в лабораторных условиях, схема может выглядеть так, как показано на рис. 1. Как следует из рис.1, длинные провода соединяют тестируемый источник питания с нагрузкой, показанной справа. Два про­вода лежат произвольно и образуют достаточно большой контур на лабораторном столе.

Рис. 1. Произвольно расположенные соединительные провода между источником питания и нагрузкой

Корректное подключение источника питания к нагрузке показано рис. 2. Здесь два провода скручены друг с другом, образуя витую пару, для минимизации площади контура в соединительной цепи. Это должно уменьшить паразитную индуктив­ность соединительных проводов между тестируе­мым источником питания и нагрузкой. Но какое влияние на точность измерения оказывают разные способы подключения источника к нагрузке? Чтобы проверить это, подключим оценочную плату с ИМС ADP2386 в качестве понижающего преобразователя для выходного тока с максимальной величиной 6 А в соответствии с рис.1 и рис.2, а затем измерим ре­акцию выходного напряжения источника питания на переходные процессы в нагрузке. В демонстра­ционном примере ИМС ADP2386 преобразует вход­ное напряжение питания 5 В в выходное напряже­ние 3.3 В. Переходная нагрузка в динамическом ре­жиме в течение 30 мкс переключается в диапазоне токов от 10 мА до 4 А. В обоих случаях длина соеди­нительных проводов одинакова и составляет 1 м.

Рис. 2. Соединительные провода между источником питания и нагрузкой скручены в виде витой пары

На диаграмме (рис. 3) показан бросок напряже­ния во время переходного процесса в нагрузке для случая подключения источника к нагрузке в соот­ветствии с рис. 1. Пиковое значение амплитуды пе­реходного процесса составляет приблизительно 103 мВ. В отличие от этого, на рис. 4 показан бросок напряжения во время переходного процесса в на­грузке при подключении ее к источнику питания скрученными проводами. Здесь скачок напряжения в нагрузке составляет приблизительно 96 мВ. Это соответствует разнице приблизительно 7 мВ, т.е. тщательное подключение нагрузки к источнику пи­тания приводит к уменьшению амплитуды переходного процесса на 7%.

Рис. 3. Переходный процесс в нагрузке при большом контуре, образуемом соединительными проводами

Рис. 4. Переходный процесс в нагрузке при подключении ее к источнику питания скрученными проводами

Таким образом, подключение нагрузки к источ­нику питания с минимальным контуром, образуе­мым скрученными соединительными проводами, позволяет уменьшить влияние переходных процес­сов в нагрузке не менее, чем на 7%, Отметим, что при подобном тестировании источника питания так­же важны длина соединительных проводов, тип со­единения: например, используются ли зажимы типа “крокодил” или паяное соединение. Более короткие провода имеют меньшую паразитную индуктив­ность и меньше влияют на амплитуду выбросов от переходных процессов. Всегда следует использо­вать по возможности самую короткую линию соеди­нения. Таким образом, можно сделать вывод о том, что скрученные вместе провода положительно влияют на результаты измерений, и поэтому допол­нительные усилия, необходимые для их скручива­ния, безусловно, оправданы.