開關電源測試步驟圖文詳解?

開關電源是一種高頻開關式的能量變換電子電路,常作為裝置的電源供應器,常見變換分類有:AC-DC、DC-DC、DC-AC 等

步驟/方法

開關電源工作原理
1、開關電源是一種高頻開關式的能量變換電子電路,常作為裝置的電源供應器,常見變換分類有:AC-DC、DC-DC、DC-AC 等。
2、開關電源原理框圖
1)
市電進入電源後,首先經過是最前級的EMI 濾波電路部份,EMI
濾波的主要作用是濾除外界電網的高頻脈衝對電源的干擾,同時還有減少開關電源本身對外界的電磁干擾。實際上它是利電感和電容的特性,使頻率為50Hz
左右的交流電可以順利通過濾波器,而高於50Hz 以上的高頻干擾雜波將被濾波器濾除。(2)
經過EMI
濾波,所得到較為平整的正弦波交流電被送入前級整流電路進行整流,整流工作都由全橋式整流二極體來擔任。經過全橋式整流二級管整流後,電壓全部變成正相電
壓。不過此時得到的電壓仍然存在較大的起伏,這就必須使用高壓濾波電容進行初步穩壓,將波形修正為起伏較小的波形。(3) 把直流電轉化為高頻率的脈動直流電,這一步由控制電路來完成。輸出部分通過一定的電路反饋給控制電路,控制電路用來調整高頻開關元件的開關時間比例,以達到穩定輸出電壓的目的。控制電路目前已整合化,製成了各種開關電源用積體電路。(4) 把得到的脈動直流電,送到高頻開關變壓器進行降壓。再由二極體和濾波電容組成的低壓濾波電路進行整流和濾波就得到了裝置上使用的純靜的低壓直流電。3、開關電源特點:(1) 開關電源是一種非線性電源,體積和重量輕。(2) 功率電晶體工作在開關狀態,電晶體上的功耗小,轉化效率高。

開關電源測試步驟圖文詳解

開關電源測試方法
1、測試專案:環路增益、輸出阻抗、輸出紋波、開關噪聲等。 2、環路增益測試:開關電源電路可以看作是一個簡單的反饋控制系統一個負反饋迴路,當GH=-1 的時候會產生自激(GH 稱為開環增益)。分解為:幅度條件: GH =1、相位條件:GH 的相位Φ=-180o開環特性是一個很重要的引數,表徵反饋系統的穩定性。通常用增益裕量和相位裕量來表示:增益裕量:Φ=-180o時,0-Gain(dB)相位裕量:Gain=0 時,Φ-(-180o)通常用波特圖來表示:在測試開環特性時,開關電源應工作在閉環狀態,以保證系統狀態的穩定。測試方案如下:(1)測試裝置:4395A、41802A*2(50ohm 到1Mohm 轉接頭)、10441B*2(探頭)、9100-0855(變壓器)(2)測試框圖:
開關電源的輸出加電子負載;誤差放大器的輸入端通過41802A 1 MΩ 輸入介面卡和10441B探頭連線到4395A 的R 埠上;開關電源輸出通過41802A 和10441B 連線到4395A 的A 埠;4395A 的射頻輸出通過變壓器加到誤差放大器的輸入和開關電源輸出端。R 通道用來測量注入到環路的訊號,A 通道用來測量環路的輸出訊號。A/R 就是環路的開環特性。為保證測量的準確,在測試之前需要進行直通校準。(3) 測試中的注意事項:A、為了將射頻能量有效注入到被測件,變壓器的阻抗不能明顯低於4395A 射頻輸出埠阻抗(50ohm);變壓器在測試頻率範圍內不能有諧振點,應該表現出感性,以有效注入訊號。對變壓器特性的測試可以用阻抗分析儀和16047E 測試夾具:B、4395A 的射頻輸出訊號即不能太大也不能太小,訊號太小測到都是噪聲,太大則反饋迴路飽和。訊號的大小取決於變壓器,飽和情況取決於每一個開關電源,以此沒有一個固定值。可以在測量的時候改變激勵功率,看A/R、A、R 來確定一個合適的激勵功率。4)測試結果讀取:A、通常會在full load、half load、zero load 幾種情況下測量;B、相位要在unwrap 下讀取C、增益裕量:A/R 的相位為0 時的環路增益相位裕量:環路增益為0dB 時相位值
如上圖:相位裕量是67.4o,在580Hz(線A);增益裕量是38.1dB,在18.6KHz(線B)此時的增益裕量和相位裕量的讀取方法和原理部分介紹時略有不同,原因在於:在測量時A/R 中包含誤差放大器(不僅僅是GH),有180 度的反向變化。(5) 環路增益測試對測試裝置的要求:對測試裝置要求 4395A(網路分析儀)頻率覆蓋範圍從10Hz 到50KHz 或者更高 頻率範圍從10Hz 到500MHz窄頻寬 IFBW 2Hz 到 30KHz高頻率解析度 測試點數:2 到801;頻率解析度:1mHz對數掃描 掃描方式:對數掃描增益和相位模式 Format: LogMag and PhaseMarker功能-最少4個(每個裕量2個)或者Delta-Marker 8個Marker和Delta-Marker小激勵功率 輸出功率-60dBm到20dBm3、輸出阻抗(1)測試裝置:4395A、41802A*2(50ohm 到1Mohm 轉接頭)、10441B*2(探頭)、9100-0855(變壓器)(2)測試框圖:A/R lin MAG 為測試結果。為了保證測試的準確,需要在測試前進行直通校準。(3)測試中需要注意的問題:為了防止從開關電源上有直流電輸出到T1 上,將電容C 放到+out 和T1 中間。T1 的阻抗在測試的頻率範圍內應該小於幾個歐姆,推薦470uF。(4)測試結果:
(5)輸出阻抗測試對測試裝置的要求對測試裝置的要求 4395A(網路分析儀)頻率範圍從100Hz 到100KHz 甚至更寬 頻率範圍從10Hz 到500MHz高頻率解析度 測試點數:2 到801;頻率解析度:1mHz對數掃描 掃描方式:對數掃描Marker 功能 8 個MarkerPass/Fail 功能 內建的極限線功能用於Pass/Fail 測試4、電源輸出波動,開關噪聲測試(1) 測試裝置:4395A、41802A(50ohm 到1Mohm 轉接頭)、10441B(探頭)(2) 測試框圖使用頻譜儀模式來觀察輸出訊號的特性(3) 測試結果(4) 電源輸出波動,開關噪聲測試對測試裝置的要求
對測試裝置的要求 4395A(頻譜分析儀)寬頻率覆蓋範圍 頻率範圍從10Hz 到500MHz窄頻寬,測試速度快 IFBW:1Hz 到1MHz(窄IFBW 時測試速度也很快)對數掃描 掃描方式:對數掃描Marker 功能 8 個Marker Pass/Fail 功能 內建的極限線功能用於Pass/Fail 測試

開關電源測試步驟圖文詳解

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