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電源是所有電子和電氣設(shè)備的基礎(chǔ)設(shè)備，電源可以分為很多類(lèi)別，以適應(yīng)其

供電的各類(lèi)系統(tǒng)。電源市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，設(shè)計(jì)人員需要設(shè)計(jì)出比以往體積

更小、更節(jié)能、更便宜的電源產(chǎn)品。更高的效率、更高的功率密度、更短的

開(kāi)發(fā)周期、更嚴(yán)格的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和更低的成本，同樣也給設(shè)計(jì)人員帶來(lái)巨大挑

戰(zhàn)。電源設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，分成許多步驟。在本指南中，我們將根據(jù)電源設(shè)計(jì)的工作流程，提供10 個(gè)設(shè)計(jì)階段中每個(gè)階段的測(cè)試小貼士。希望能讓您的測(cè)試更，讓您的生活更輕松。

1.元器件選擇和特性分析

傳統(tǒng)上，元器件制造商詳細(xì)的產(chǎn)品技術(shù)資料為設(shè)計(jì)人員提供了很全的電源設(shè)計(jì)所必須的工作特性，但新型電源設(shè)計(jì)的要求越來(lái)越嚴(yán)格，可能要求所有設(shè)計(jì)人員在標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品技術(shù)資料的參數(shù)之外還需分析元器件的特點(diǎn)。

■某些關(guān)鍵電源元器件，如 MOSFETs 和 IGBTs，應(yīng)根據(jù)關(guān)鍵參數(shù)*進(jìn)行選擇，如開(kāi)點(diǎn)狀態(tài)電阻、閉點(diǎn)狀態(tài)電阻或AC 特性。

■應(yīng)在產(chǎn)品技術(shù)資料規(guī)定的理想條件之外的溫度范圍內(nèi)測(cè)試元器件。

■還應(yīng)在真實(shí)工作條件下與有源器件一樣測(cè)試無(wú)源器件。

兩通道源表及PC 軟件為構(gòu)建元器件特性曲線提供了經(jīng)濟(jì)的解決方案。

2.低壓DC 回路測(cè)試

設(shè)計(jì)周期的下一個(gè)階段是原型板制作。*臺(tái)原型板容易發(fā)生各種問(wèn)題，如電路板布線、焊點(diǎn)、元器件貼裝和寄生電容等，因此一定要謹(jǐn)慎。

■在開(kāi)機(jī)前，使用數(shù)字萬(wàn)用表檢查所有輸入和輸出回路是否有短路。

■盡可能把低壓模擬電路和數(shù)字電路隔離成多個(gè)子電路，在原型電路板通電時(shí)一次一個(gè)電路。

■隔離主板供電電源，在有負(fù)載和沒(méi)負(fù)載的情況下測(cè)試輸出。檢查輸出電壓和紋波是否滿(mǎn)足預(yù)期。

■使用精密DC電源為各個(gè)低壓子電路供電，而不是依賴(lài)主板電源。（如果主板電源有多個(gè)輸出，那么應(yīng)使用有多條隔離通道的DC 電源）

3.高壓AC 電路開(kāi)機(jī)測(cè)試

現(xiàn)在我們已經(jīng)檢查了所有低壓電路，高壓電路就要通電了。在這個(gè)階段，原型板將*次承受高壓。

■在*次開(kāi)機(jī)過(guò)程中，把高壓階電路與所有低壓電路隔開(kāi)。

■建議使用具有限流功能的 AC 電源。應(yīng)先從設(shè)計(jì)的zui低 AC 電壓入手，這有助于減少重大熔斷風(fēng)險(xiǎn)，如焊接不良、組裝誤差或PCB 設(shè)計(jì)錯(cuò)誤等潛在問(wèn)題導(dǎo)致的熔斷。

■使用相應(yīng)等級(jí)的差分探頭和電流探頭，測(cè)量 AC 輸入電壓和電流。

■在通電前，應(yīng)在 AC 輸入上使用示波器或功率分析儀，并啟用記錄功能，捕獲浪涌電流和瞬態(tài)事件。

■一旦檢查了高壓電路，就可以啟用低壓控制電路，全面了解相關(guān)信息。

在MSO5000B 示波器上使用DPOPWR 分析AC 功率

PWRVIEW - 趨勢(shì)圖監(jiān)測(cè)突發(fā)事

PA1000 - 浪涌電流模式

4.數(shù)字和模擬控制電路調(diào)試

在這個(gè)階段，您要檢查控制邏輯。這可能是設(shè)計(jì)zui重要、zui復(fù)雜的部分。在這個(gè)階段，您將執(zhí)行測(cè)試，以便獲得正確補(bǔ)償、電壓、定時(shí)和頻響。

■在開(kāi)機(jī)過(guò)程中測(cè)量開(kāi)關(guān)器件驅(qū)動(dòng)裝置上的調(diào)制信號(hào)，檢驗(yàn)不同負(fù)載下開(kāi)關(guān)頻率、脈寬和占空比是否正確。

■通過(guò)使用控制環(huán)路中的寬帶變壓器輸入掃頻信號(hào)，檢查環(huán)路頻響。

■使用頻響分析儀，測(cè)量電路的增益和相位。

DPOPWR - 在MSO5000B 示波器上執(zhí)行調(diào)制分析

5.測(cè)試工作階段的開(kāi)關(guān)特性

在確認(rèn)完高壓電路后，我們檢驗(yàn)低壓電路和控制邏輯，現(xiàn)在要檢查工作階段的開(kāi)關(guān)特性。

■在空載、額定負(fù)載和滿(mǎn)載條件下測(cè)試開(kāi)關(guān)特性。

■確保所有開(kāi)關(guān)的啟動(dòng)、關(guān)閉、占空比和死區(qū)時(shí)間依據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算都符合預(yù)期，如MOSFETs 和IGBTs。

■檢查所有 VGS 信號(hào)的噪聲和變化，因?yàn)檫@個(gè)端子上任何偶發(fā)的毛刺都可能會(huì)導(dǎo)致不必要的啟動(dòng)和擊穿。

■根據(jù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，檢查同步整流器或H橋接器的死區(qū)時(shí)間，確保不可能出現(xiàn)擊穿。

■檢驗(yàn)門(mén)驅(qū)動(dòng)器和相關(guān)信號(hào)之間的定時(shí)關(guān)系，確保其符合預(yù)期。

6.開(kāi)關(guān)損耗和傳導(dǎo)損耗測(cè)試

經(jīng)過(guò)電源開(kāi)關(guān)和磁性器件的開(kāi)關(guān)損耗和傳導(dǎo)損耗對(duì)系統(tǒng)整體損耗有著巨大

影響，正因如此，應(yīng)盡可能使這些損耗達(dá)到zui小，尤其是對(duì)電源設(shè)計(jì)。

■不要單純依賴(lài)產(chǎn)品技術(shù)資料來(lái)理論計(jì)算開(kāi)關(guān)損耗和傳導(dǎo)損耗，它們經(jīng)

常會(huì)產(chǎn)生誤導(dǎo)，因?yàn)槠錄](méi)有考慮工作條件和電路寄生信號(hào)，沒(méi)有提供

完善的損耗信息。

■在測(cè)試時(shí)，首先應(yīng)檢查整流器開(kāi)關(guān)，如電路活動(dòng)和負(fù)載時(shí) MOSFETs、

IGBTs 和磁性器件的損耗。由于大多數(shù)磁性器件采用定制設(shè)計(jì)，如開(kāi)

關(guān)器件，因此在工作狀態(tài)下測(cè)試磁性器件，以便正確分析其特性。

7.效率和指標(biāo)測(cè)試

現(xiàn)在要查看設(shè)計(jì)是否滿(mǎn)足效率標(biāo)準(zhǔn)和其他要求的指標(biāo)，如線路和負(fù)載穩(wěn)壓、紋波、噪聲、短路保護(hù)和瞬態(tài)響應(yīng)。

■使用高精度多通道功率分析儀測(cè)量效率，同時(shí)使用電子負(fù)載從空載到滿(mǎn)載掃描電源。

■對(duì)負(fù)載穩(wěn)壓，在設(shè)計(jì)的輸入端子和輸出端子上直接使用高精度DMM。然后，從zui小值到zui大值掃描負(fù)載。記住，非常重要的一點(diǎn)是在測(cè)試過(guò)程中使輸入電壓保持恒定。記錄輸出電壓相對(duì)于負(fù)載的任何變化，確定負(fù)載穩(wěn)定。

■可以使用類(lèi)似的設(shè)置測(cè)試線路穩(wěn)壓，其中在恒定負(fù)載中測(cè)量輸出電壓，同時(shí)從zui小值到zui大值掃描輸入AC 電壓。這種測(cè)試對(duì)通用輸入電源尤其重要。

■檢查全負(fù)載時(shí)的噪聲和紋波，應(yīng)使用為高分辨率測(cè)量?jī)?yōu)化的示波器或高精度圖形采樣萬(wàn)用表。示波器一般會(huì)提供更高的帶寬，而萬(wàn)用表的精度則要更高。

8.電源線一致性測(cè)試

恭喜！您的*臺(tái)原型應(yīng)已經(jīng)能夠啟動(dòng)運(yùn)行?，F(xiàn)在要檢查設(shè)計(jì)，確保其

滿(mǎn)足本地電源線標(biāo)準(zhǔn)。

■大多數(shù) AC-DC 電源都是為使用 AC 墻上插座而設(shè)計(jì)的。因此，它們

需要滿(mǎn)足嚴(yán)格的功耗和功率質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，如IEC 62301 待機(jī)功率和IEC

61000-3-2 電流諧波標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)一直在設(shè)計(jì)周期早期執(zhí)行一致性測(cè)試，

以幫助您避免未來(lái)發(fā)生的問(wèn)題。

■確保測(cè)試電流諧波使用的功率分析儀滿(mǎn)足 IEC 61000-4-7 測(cè)量技術(shù)

標(biāo)準(zhǔn)。

IEC 61000-3-2 電流諧波測(cè)

IEC 62301 Ed 2. 待機(jī)功率測(cè)試

9.EMI 調(diào)試和預(yù)一致性測(cè)試

由于測(cè)試難度和測(cè)試成本，EMI 和RFI 測(cè)試在早期設(shè)計(jì)階段經(jīng)常被忽略。但是，隨著設(shè)計(jì)期限的迫近，忽略這個(gè)步驟可能會(huì)導(dǎo)致意外事件和項(xiàng)目延遲。

■應(yīng)在設(shè)計(jì)早期測(cè)試 EMC 問(wèn)題，以避免不必要的電路板返工和延期。您可以利用頻譜分析儀和預(yù)先設(shè)定的EMI 一致性測(cè)試模板，在去認(rèn)證機(jī)構(gòu)進(jìn)行一致性測(cè)試之前執(zhí)行預(yù)一致性測(cè)試，找到并解決EMI 問(wèn)題，保證一次性通過(guò)認(rèn)證。

■使用混合域示波器 (MDO)，其中內(nèi)置頻譜分析儀和近場(chǎng)探頭，迅速找到 EMI的來(lái)源。借助示波器和頻譜解調(diào)圖，您可以簡(jiǎn)便地測(cè)量頻譜峰值，找到根本原因。

使用MDO4000 示波器上的時(shí)頻域聯(lián)調(diào)進(jìn)行EMI調(diào)試

使用RSA306 實(shí)時(shí)頻譜分析儀執(zhí)行預(yù)一致性EMI 掃描

10.設(shè)計(jì)驗(yàn)證

您已經(jīng)全面測(cè)試*個(gè)原型板階段，現(xiàn)在進(jìn)入下一階段。

■重復(fù)之前討論的所有測(cè)試步驟，進(jìn)行完整性檢查。

■在檢查所有項(xiàng)目后，應(yīng)把更多的工作放在設(shè)計(jì)上，檢查其可靠性。

■對(duì)輸入電源質(zhì)量進(jìn)行完整的測(cè)試，這一步對(duì)通用輸入電源至關(guān)重要。

■從空載到滿(mǎn)載全范圍掃描，以針對(duì)所有可能的工作條件測(cè)試。

■使用高低溫試驗(yàn)箱進(jìn)行壽命測(cè)試，這可以檢查設(shè)計(jì)在真實(shí)環(huán)境中的性能。

定制記錄條件和設(shè)定極限參數(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化

顯示趨勢(shì)圖便于驗(yàn)證測(cè)