車充、車載直流電源的拆解測試(2)

上一篇我們拆解了“白”， 接著拆！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：

時域+頻域測量的設置

接著拆解第二個，黑色的，標記為“黑1”。

它采用的是另一套電路方案，是由另一種單片集成電路和外圍電路組成，也是一種降壓開關型的DC到DC變換器，芯片可工作的開關頻率介于100kHz ~ 380KHz之間，拆解圖如圖九所示，電路示意圖如圖十所示。

九： “黑1”的拆解圖

圖十： “黑1”采用的電路方案示意圖

把示波器的探頭接到功率開關管的輸出端上，我們測一下在這個管腳上的實際的開關信號波形，這是個方波形狀，測得的開關頻率是~368KHz，如圖十一所示。憑經驗判斷，這樣的沿很陡的方波狀的開關波形對后面的濾波電路可是個不小的挑戰。

圖十一：功率開關管輸出端上的信號波形

這個方波形狀的信號經過后面的濾波電路之后的實際輸出波形會如何？我們通過DS1104Z能看到經過濾波后的5V的直流電壓上面果然有著一群明顯的“毛刺”，峰峰值可真不低，如圖十二所示。

圖十二： “黑1”的5V輸出直流電壓上的開關紋波

通過設置示波器通道的AC耦合之后，我們能測到這些尖峰狀的紋波的峰峰值有~2.12V左右,真不小。

圖十三：尖峰狀的紋波

這些大的尖峰狀“開關毛刺”肯定會產生不小的EMI。我們再用DSA815頻譜儀和近場探頭實測一下它的EMI情況，的確！結果發現一群頻率分布范圍很廣的由基波頻率是365KHz以及是它的頻率的整數倍的諧波群組成的干擾信號。可以想象，由于這些尖峰有著豐富的頻譜分量，峰峰值又很大，所以，產生的電磁干擾的強度也不會小。

圖十四：“黑1”的EMI的頻率成份

圖十五：“黑1”的電磁輻射頻率范圍分布很寬

當您在開著車，手機在充著電的時候，陪伴著您的不只是“它”，而是一群喧鬧的“它們”！

通過拆解和微測可以看到，“黑1”采用的電路方案與“白”截然不同，特性也截然不同。其實，這個“黑1”就是我上次提到過的“標配的”用于給行車記錄儀供電的那個，由于它有較大的紋波/大的電磁干擾，對我的車載收音機構成了嚴重的干擾。網上一搜，你會發現有不少朋友遇到了裝了行車記錄儀或導航之后就遇到了車載收音機被干擾的問題，不知所配的電源是否也是這類的，這個問題我已經在《行車記錄儀等設備對車載收音機的電磁干擾》那篇里做了測試和分析，發現電源的問題很嚴重。

“白”與“黑1”都很有個性，都挺“任性的”。還有沒有其他性格的？尤其是“好性格的”？且聽下回分解。