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電源是所有電子和電氣設備的基礎設備，電源可以分為很多類別，以適應其

供電的各類系統(tǒng)。電源市場競爭日趨激烈，設計人員需要設計出比以往體積

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

開發(fā)周期、更嚴格的行業(yè)標準和更低的成本，同樣也給設計人員帶來巨大挑

戰(zhàn)。電源設計是一項復雜的工作，分成許多步驟。在本指南中，我們將根據(jù)電源設計的工作流程，提供10 個設計階段中每個階段的測試小貼士。希望能讓您的測試更，讓您的生活更輕松。

1.元器件選擇和特性分析

傳統(tǒng)上，元器件制造商詳細的產(chǎn)品技術資料為設計人員提供了很全的電源設計所必須的工作特性，但新型電源設計的要求越來越嚴格，可能要求所有設計人員在標準產(chǎn)品技術資料的參數(shù)之外還需分析元器件的特點。

■某些關鍵電源元器件，如 MOSFETs 和 IGBTs，應根據(jù)關鍵參數(shù)*進行選擇，如開點狀態(tài)電阻、閉點狀態(tài)電阻或AC 特性。

■應在產(chǎn)品技術資料規(guī)定的理想條件之外的溫度范圍內(nèi)測試元器件。

■還應在真實工作條件下與有源器件一樣測試無源器件。

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

2.低壓DC 回路測試

設計周期的下一個階段是原型板制作。*臺原型板容易發(fā)生各種問題，如電路板布線、焊點、元器件貼裝和寄生電容等，因此一定要謹慎。

■在開機前，使用數(shù)字萬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)字電路隔離成多個子電路，在原型電路板通電時一次一個電路。

■隔離主板供電電源，在有負載和沒負載的情況下測試輸出。檢查輸出電壓和紋波是否滿足預期。

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

3.高壓AC 電路開機測試

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。在這個階段，原型板將*次承受高壓。

■在*次開機過程中，把高壓階電路與所有低壓電路隔開。

■建議使用具有限流功能的 AC 電源。應先從設計的zui低 AC 電壓入手，這有助于減少重大熔斷風險，如焊接不良、組裝誤差或PCB 設計錯誤等潛在問題導致的熔斷。

■使用相應等級的差分探頭和電流探頭，測量 AC 輸入電壓和電流。

■在通電前，應在 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，全面了解相關信息。

在MSO5000B 示波器上使用DPOPWR 分析AC 功率

PWRVIEW - 趨勢圖監(jiān)測突發(fā)事

PA1000 - 浪涌電流模式

4.數(shù)字和模擬控制電路調試

在這個階段，您要檢查控制邏輯。這可能是設計zui重要、zui復雜的部分。在這個階段，您將執(zhí)行測試，以便獲得正確補償、電壓、定時和頻響。

■在開機過程中測量開關器件驅動裝置上的調制信號，檢驗不同負載下開關頻率、脈寬和占空比是否正確。

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

■使用頻響分析儀，測量電路的增益和相位。

DPOPWR - 在MSO5000B 示波器上執(zhí)行調制分析

5.測試工作階段的開關特性

在確認完高壓電路后，我們檢驗低壓電路和控制邏輯，現(xiàn)在要檢查工作階段的開關特性。

■在空載、額定負載和滿載條件下測試開關特性。

■確保所有開關的啟動、關閉、占空比和死區(qū)時間依據(jù)設計計算都符合預期，如MOSFETs 和IGBTs。

■檢查所有 VGS 信號的噪聲和變化，因為這個端子上任何偶發(fā)的毛刺都可能會導致不必要的啟動和擊穿。

■根據(jù)拓撲結構，檢查同步整流器或H橋接器的死區(qū)時間，確保不可能出現(xiàn)擊穿。

■檢驗門驅動器和相關信號之間的定時關系，確保其符合預期。

6.開關損耗和傳導損耗測試

經(jīng)過電源開關和磁性器件的開關損耗和傳導損耗對系統(tǒng)整體損耗有著巨大

影響，正因如此，應盡可能使這些損耗達到zui小，尤其是對電源設計。

■不要單純依賴產(chǎn)品技術資料來理論計算開關損耗和傳導損耗，它們經(jīng)

常會產(chǎn)生誤導，因為其沒有考慮工作條件和電路寄生信號，沒有提供

完善的損耗信息。

■在測試時，首先應檢查整流器開關，如電路活動和負載時 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計，如開

關器件，因此在工作狀態(tài)下測試磁性器件，以便正確分析其特性。

7.效率和指標測試

現(xiàn)在要查看設計是否滿足效率標準和其他要求的指標，如線路和負載穩(wěn)壓、紋波、噪聲、短路保護和瞬態(tài)響應。

■使用高精度多通道功率分析儀測量效率，同時使用電子負載從空載到滿載掃描電源。

■對負載穩(wěn)壓，在設計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大值掃描負載。記住，非常重要的一點是在測試過程中使輸入電壓保持恒定。記錄輸出電壓相對于負載的任何變化，確定負載穩(wěn)定。

■可以使用類似的設置測試線路穩(wěn)壓，其中在恒定負載中測量輸出電壓，同時從zui小值到zui大值掃描輸入AC 電壓。這種測試對通用輸入電源尤其重要。

■檢查全負載時的噪聲和紋波，應使用為高分辨率測量優(yōu)化的示波器或高精度圖形采樣萬用表。示波器一般會提供更高的帶寬，而萬用表的精度則要更高。

8.電源線一致性測試

恭喜！您的*臺原型應已經(jīng)能夠啟動運行。現(xiàn)在要檢查設計，確保其

滿足本地電源線標準。

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

需要滿足嚴格的功耗和功率質量標準，如IEC 62301 待機功率和IEC

61000-3-2 電流諧波標準。應一直在設計周期早期執(zhí)行一致性測試，

以幫助您避免未來發(fā)生的問題。

■確保測試電流諧波使用的功率分析儀滿足 IEC 61000-4-7 測量技術

標準。

IEC 61000-3-2 電流諧波測

IEC 62301 Ed 2. 待機功率測試

9.EMI 調試和預一致性測試

由于測試難度和測試成本，EMI 和RFI 測試在早期設計階段經(jīng)常被忽略。但是，隨著設計期限的迫近，忽略這個步驟可能會導致意外事件和項目延遲。

■應在設計早期測試 EMC 問題，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先設定的EMI 一致性測試模板，在去認證機構進行一致性測試之前執(zhí)行預一致性測試，找到并解決EMI 問題，保證一次性通過認證。

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

使用MDO4000 示波器上的時頻域聯(lián)調進行EMI調試

使用RSA306 實時頻譜分析儀執(zhí)行預一致性EMI 掃描

10.設計驗證

您已經(jīng)全面測試*個原型板階段，現(xiàn)在進入下一階段。

■重復之前討論的所有測試步驟，進行完整性檢查。

■在檢查所有項目后，應把更多的工作放在設計上，檢查其可靠性。

■對輸入電源質量進行完整的測試，這一步對通用輸入電源至關重要。

■從空載到滿載全范圍掃描，以針對所有可能的工作條件測試。

■使用高低溫試驗箱進行壽命測試，這可以檢查設計在真實環(huán)境中的性能。

定制記錄條件和設定極限參數(shù)，實現(xiàn)自動化

顯示趨勢圖便于驗證測