第一篇经验分享文档，不搞变换器拓扑，不讲元器件特性，咱们先来聊一聊鳄鱼夹，也就是测量方式的影响。贤者（我）有云：“示波器调好了，想出什么波形就出什么波形”，想要观测完美波形，关键在探头和采样两方面，探头决定传入波形质量，采样决定观测精度，给咱弄急了，上5MHz带宽输入的高压差分探头，调低示波器采样深度，对于波形噪声视而不见、掩耳盗铃、深更半夜柳下惠，那是不碰这些脏东西一点。当然了，咱们都是电力电子有志之士，力图安营扎寨、攻城掠地的野心家，还是应该缓看、优看、有策略地看，这次就来讲讲我对测量探头的深仇大恨。
首次意识到探头这邪祟，还要追溯到我搭boost电路时期，距今已有3120时，那是我还是一只小小鸭。Boost电路的参数如下：输入电压10V，输入侧电感2mH，两个IRF640N的mosfet，其中一个使用其体二极管串联到主回路中，输出侧电容为1000uF，负载电阻为20欧，开关管控制频率10kHz，占空比为33.33%，输出电压设定值约为15V。按照理论计算，稳定时输出电压的纹波约为24mV（我有一个很简单的推算方法，只是累了不想打字~），然而，一看示波器的输出，我滴妈，540mV，罪证见图1，最夸张的是，这还是在5kHz的时间尺度上观测，若将时间尺度拉到1Hz，纹波近700mV了都。所以，为什么会有如此大的纹波呢？是mosfet器件太捞，开关切换瞬间性能太差？还是说单片机乏力，10kHz初见端倪？不管了，先套下IRF640N模型看看LTspice仿真结果怎么样，说不定有什么见不得人的秘密呢~
图 1 双鳄鱼夹测量输出电阻纹波，大大滴坏！
靠北啦！怎么输出电压纹波和我理论值计算一致，竟然只有惊人的24mV，难道说，器件没坏？（悲~）那到底是哪里处理岔子？难道说今天风水不好，我就说不该进实验室来着~~突然！灵光一闪，倘若我看看输出电容引脚侧电压呢，难不成是我的负载电阻与输出电容之间的连锡走廊引入了怪东西？让我康康嘛。
图 2 看看我的仿真图
图 3 瞧瞧你的仿真结果
坏！怎么输出电容两端也有450mV的纹波，难不成是购买电容有瑕疵，我就说便宜没好货来着，你看~胡说什么呢！！我知道啦我知道啦，两次输出电压都有500mV左右的纹波，两次只改变了探头测量的位置，两次的器件性能没有突变，那么真相只有一个！探头，不会是你将敌人引进来了吧，我看你这个鳄鱼夹头尖尖的就没安好心，你怕不会引入寄生电感了吧。且待我LTspice仿真一试便知。
图 4 双鳄鱼夹测量输出电容纹波，中中滴坏！
果然是你！！！只是引入0.25nH的接地电感，输出电压上下纹波便可到500mV，哎哟喂，你咋这么坏呢。所以，是为什么呢，曾经大学三年的好伙伴，并肩走过电路、模电、数电等一系列实验的老资历，怎么被敌人腐化掉了呢，一定有人在勾引你，我再看。找到了！你这个只充当体二极管的开关管M3怎么有近5A的关断电流脉冲，如此大的尖峰作用到Ln上，使其内心巨荡，从而产生500mV的上下尖峰。欸，在mosfet关断尖峰电流和鳄鱼夹接地等效电感的作用下，输出波形被搞烂了，mosfet实验室无其他型号，那就只能苦一苦鳄鱼夹兄弟了，换测量探头吧。
图 5 倘若我加上接地电感Ln呢
图 6 我是神，我说的不错
确实如我们所想，更换一个鳄鱼夹为探针探头，输出波形好看了很多，整体纹波测量为180mV，虽然说还是远大于24mV，但已经满足我们要求了，就此作罢。其实，在电赛备战后期，我们已经很少再用鳄鱼夹测量输出波形，基本上是高压差分探头测电压，低频交直流电流探头测电流，尽量优化测量方式所带来的误差，但令人难以释怀的点在于，实验室高压差分探头不够，我们又没守护好它，只得在比赛期间讨来讨去，害我们发挥失常（嘻嘻）
图 7 改头换针，输出波形又有美好的未来（黄：双鳄鱼夹，蓝：探针+鳄鱼夹）
总而言之，这平庸的鳄鱼夹确实让我探究了两周纹波来源，其引入的电感在开关电路中不容小觑，望后来者明辨。
好了，这次分享到此为止，如有说的不对的地方大家多多包含，欢迎在评论区补充论证。（其实，关于这个接地电感还有更爆的东西，buck电路的观测更是令人难以琢磨，有时间想起来再说吧）
转载自 CSDN-专业IT技术社区
原文链接：https://blog.csdn.net/2302_80652823/article/details/163734498
