帮助你了解电源(12) 泡泡动态测试8问

    Q11：什么是寄生电感造成的电压尖刺？

    A11：首先要明确“尖刺”，它描述的是电压突然变化的情况，我们来看一个例子。

电感尖刺

    尖刺的出现并不是电源中的某个具体电感元件造成的，而是一些元件的寄生参数，比如电容中有寄生电感，输出导线上有寄生电感，以上图为例，在尖刺产生时，就是负载突然消失的时刻，也就是说流过这些寄生电感上的电流要减小了。

    有条自然法则，电感上的电流是连续的（不可能出现某时刻电流从3A突变为4A），电感是一种尽量维持其内流过电流恒定的元件，所以在负载电流突然减小时，电感把之前存储的磁场能竭尽全力的释放出去，以维持电流恒定。

    在没有放电回路的情况下，快速变化的电流会让某电感上这样的电压V=L×△I/△t，（V是电感上电压、L是电感的感值、△I是电流变化、△t是时间变化），从这个公式可知：

    1 负载电流变化得越快，电感上产生的尖刺就越大
    2 电感的感值越大，电感上产品的尖刺就越大

    第1条在我们的评测中是固定的，因为电源规范中动态负载电流变化率是1A/us，所以可以影响尖刺大小的因素只剩下电感的感值了。

    刚才我们说过导线上也一样有寄生电感，它大致可按每英寸20nH合算，所以同一款电源如果一个线材长度50cm，另个线材长度100cm。在动态负载下那个线材超长的电源会有更高的电感尖刺出现。

    假如两个完全一样的电源线材相差25.4cm，则按上述规则计算出的电感尖刺差别将有20×10^-9×1×10⁶×10=0.2V，而负载到来和负载撤销都会有尖刺，所以同一个电源因为线材的差别，在我们之前的动态测试中会造成400mV的差别。

包含尖刺时波动815.2mv

    我们之前衡量动态负载的浮动值时是把尖刺也算进其中的，测试了几款电源后我也发现很多不怎么样的电源在动态负载下浮动值就很小，好电源测出的浮动值反而比较大，原因好电源的线材往往比较长，电压尖刺会比较高。

去掉尖刺后波动597.5mv

    我们希望通过测试展现出电源的动态性能，这些线材造成的大大的尖刺把瞬态变化造成的电压波动淹没了，所以这次改进的目的是驱除尖刺对动态下电压浮动的评估。

滤波电容随处不在

    可能有人说不管电源设计怎么样，输出了尖刺就是不好啊，实际上不是这样的，因为电源输出的电流总要给板卡，在板卡上简单的几颗电容就可以完全滤掉这些尖刺，所以对大部分板卡来说，电源在动态下输入是否稳定还是取决于瞬态变化下电压值浮动的大小。而我们驱除尖刺的方法也完全和这些板卡滤除尖刺的方法是一摸一样的，简单的加上一颗电容就好。

    通过几次试验，我发现加稍大的电容不但去掉了尖刺，也削弱了很多波动值，为了能更明显的体现出动态负载下电源性能的差异还是选择容量小一些的吧，我使用的是日化的470uF固态电容一枚。