圖文解說(shuō):開(kāi)關(guān)電源測(cè)試步驟I
一、開(kāi)關(guān)電源工作原理
1、開(kāi)關(guān)電源是一種高頻開(kāi)關(guān)式的能量變換電子電路,常作為設(shè)備的電源供應(yīng)器,常見(jiàn)變換分類有:AC-DC、DC-DC、DC-AC 等。
2、開(kāi)關(guān)電源原理框圖
(1) 市電進(jìn)入電源后,首先經(jīng)過(guò)是最前級(jí)的EMI 濾波電路部份,EMI 濾波的主要作用是濾除外界電網(wǎng)的高頻脈沖對(duì)電源的干擾,同時(shí)還有減少開(kāi)關(guān)電源本身對(duì)外界的電磁干擾。實(shí)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(guò)濾波器,而高于50Hz 以上的高頻干擾雜波將被濾波器濾除。
(2) 經(jīng)過(guò)EMI 濾波,所得到較為平整的正弦波交流電被送入前級(jí)整流電路進(jìn)行整流,整流工作都由全橋式整流二極管來(lái)?yè)?dān)任。經(jīng)過(guò)全橋式整流二級(jí)管整流后,電壓全部變成正相電壓。不過(guò)此時(shí)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(jìn)行初步穩(wěn)壓,將波形修正為起伏較小的波形。
(3) 把直流電轉(zhuǎn)化為高頻率的脈動(dòng)直流電,這一步由控制電路來(lái)完成。輸出部分通過(guò)一定的電路反饋給控制電路,控制電路用來(lái)調(diào)整高頻開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)時(shí)間比例,以達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的??刂齐娐纺壳耙鸭苫?,制成了各種開(kāi)關(guān)電源用集成電路。
(4) 把得到的脈動(dòng)直流電,送到高頻開(kāi)關(guān)變壓器進(jìn)行降壓。再由二極管和濾波電容組成的低壓濾波電路進(jìn)行整流和濾波就得到了設(shè)備上使用的純靜的低壓直流電。
3、開(kāi)關(guān)電源特點(diǎn):
(1) 開(kāi)關(guān)電源是一種非線性電源,體積和重量輕。
(2) 功率晶體管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài),晶體管上的功耗小,轉(zhuǎn)化效率高。
二、開(kāi)關(guān)電源測(cè)試方法
1、測(cè)試項(xiàng)目:環(huán)路增益、輸出阻抗、輸出紋波、開(kāi)關(guān)噪聲等
2、環(huán)路增益測(cè)試:
開(kāi)關(guān)電源電路可以看作是一個(gè)簡(jiǎn)單的反饋控制系統(tǒng)
一個(gè)負(fù)反饋回路,當(dāng)GH=-1 的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生自激(GH 稱為開(kāi)環(huán)增益)。分解為:幅度條件:|GH|=1、相位條件:GH 的相位Φ=-180o
開(kāi)環(huán)特性是一個(gè)很重要的參數(shù),表征反饋系統(tǒng)的穩(wěn)定性。通常用增益裕量和相位裕量來(lái)表示:
增益裕量:Φ=-180o時(shí),0-Gain(dB)
相位裕量:Gain=0 時(shí),Φ-(-180o)
通常用波特圖來(lái)表示
在測(cè)試開(kāi)環(huán)特性時(shí),開(kāi)關(guān)電源應(yīng)工作在閉環(huán)狀態(tài),以保證系統(tǒng)狀態(tài)的穩(wěn)定。測(cè)試方案如下:
(1)測(cè)試設(shè)備:
4395A、41802A*2(50ohm 到1Mohm 轉(zhuǎn)接頭)、10441B*2(探頭)、9100-0855(變壓器)
(2)測(cè)試框圖:
開(kāi)關(guān)電源的輸出加電子負(fù)載;誤差放大器的輸入端通過(guò)41802A 1 MΩ 輸入適配器和10441B探頭連接到4395A 的R 端口上;開(kāi)關(guān)電源輸出通過(guò)41802A 和10441B 連接到4395A 的A 端口;4395A 的射頻輸出通過(guò)變壓器加到誤差放大器的輸入和開(kāi)關(guān)電源輸出端。R 通道用來(lái)測(cè)量注入到環(huán)路的信號(hào),A 通道用來(lái)測(cè)量環(huán)路的輸出信號(hào)。A/R 就是環(huán)路的開(kāi)環(huán)特性。為保證測(cè)量的準(zhǔn)確,在測(cè)試之前需要進(jìn)行直通校準(zhǔn)。
(3) 測(cè)試中的注意事項(xiàng):
A、為了將射頻能量有效注入到被測(cè)件,變壓器的阻抗不能明顯低于4395A 射頻輸出端口阻抗(50ohm);變壓器在測(cè)試頻率范圍內(nèi)不能有諧振點(diǎn),應(yīng)該表現(xiàn)出感性,以有效注入信號(hào)。對(duì)變壓器特性的測(cè)試可以用阻抗分析儀和16047E 測(cè)試夾具:
B、4395A 的射頻輸出信號(hào)即不能太大也不能太小,信號(hào)太小測(cè)到都是噪聲,太大則反饋回路飽和。信號(hào)的大小取決于變壓器,飽和情況取決于每一個(gè)開(kāi)關(guān)電源,以此沒(méi)有一個(gè)固定值。
可以在測(cè)量的時(shí)候改變激勵(lì)功率,看A/R、A、R 來(lái)確定一個(gè)合適的激勵(lì)功率。