AC-DC開關電源在模擬量采集系統中的應用
盡管在模擬量采集系統中，對ADC芯片等的供電一般建議最好不用AC-DC開關電源，以避免其固有的紋波大、噪聲等問題，但AC-DC開關電源仍以其高效率、低價格等優點得到廣泛應用，尤其是在工業控制等領域。本文介紹AC-DC開關電源在模擬量采集系統中的應用，并對可能出現的一些問題進行分析。
AC-DC開關電源對ADC芯片工作的影響及解決方法
電源對ADC芯片的影響，除了體現在電源抑制比（PSRR）參數上，還表現在，當ADC芯片對輸入的模擬信號進行采樣、保持、轉換時，電源電壓、參考地的變化，都會對ADC芯片內部采樣電路、比較器等的工作產生影響，使得采集結果出現晃動。因此，一般ADC芯片特別是高精度ADC芯片，都建議最好用質量好的線性電源供電。如果采用AC-DC開關電源，則需要盡力避免它對ADC芯片產生影響。
其中模擬采樣用的信號調理電路、ADC和現場模擬信號不隔離，ADC芯片和CPU電源相互隔離。CPU采用控制系統內部電源。而ADC的+5V電源是由+24V電源經過+24V到+5V電源變換而來的。圖中左側部分是典型的串聯、降壓非隔離型DC-DC變換器的原理框圖。設計中，可以根據開關管的開關頻率、+5V消耗電流、要求的輸出紋波最大值，計算出電感L1、電容C1的合適大小。
為了分析出AC-DC開關電源對ADC芯片的影響，這里假設信號調理電路及ADC芯片正常運行的耗電是25mA/+5V，對于光耦部分，如果采用6N136、TLP521等三極管輸出型的光耦，則當CPU不啟動ADC工作時，光耦全不導通，耗電小于1mA；當CPU啟動ADC工作時，將有數據輸出Dout、數據準備好Ready等信號經過光耦，光耦處于導通狀態，為了達到比較高的通訊速率，光耦總耗電需要25mA/+5V左右。這樣，+5V負載電流將在25～50mA之間來回變動。正常AC-DC開關電源設計的輸出電流應該2倍于最大負載電流，這里設為100mA，下面將要說明負載電流的變化將極大影響+5V，從而影響ADC采樣穩定性。
AC-DC開關電源的工作原理是，平時Q1的周期性開關動作，再經過L1、C1，得到所需要的輸出；而當輸出+5V電壓發生上升/下降超過一定限度（如幾十毫伏），經過采樣、反饋后，開關控制電路控制Q1的開關，使得輸出電壓向+5V回歸。在+5V負載比較恒定的情況下，輸出+5V的最大紋波，可以根據采樣反饋電路工作原理（比如MC34063是通過比較器和鎖存器來控制Q1的開關）、開關頻率等計算出來。
