硬件测试

FLUKE12/FLUKE37/FLUKE87 1台 2 数字示波器 Tektronix TDS340A 系列 1台 3 电子负载 DH2790/DH2794-1或类似系列 1台 多路 4 交流电源仪 Slide Regulator 1台 可用交流调压器替代 5 隔离变压器 500W-3KW 1台 6 泄漏耐压测试仪 CS2675 或类似系列 1台 7 绝缘电阻测试仪 CS2612 或类似系列 1台 8 杂音测试仪 QZY11 或类似系列 1台 通信电源测试用 9 直流电源 PS3003/MDS-604或类似系列 1台 10 其他 二、开关电源电气性能测试项目 序号 测试项目 1 线性调整率 2 输出负载调整率 3 效率 4 输出纹波电压及噪音 5 输出过压保护功能 6 输出短路保护功能 三、开关电源电气性能测试方法及步骤 (一)、线性调整率测试

1．定义:反映交流输入电压变化对输出电压的影响。又称电压调整率。

2．测试方法:

(1)交流输入电压220V,输出电流为满载时,测出稳定的直流输出电压值Uo。 (2)调整交流输入电压为90V,265V,测出稳定的直流输出电压值Uo1,Uo2 (3)计算90V,265V条件下电压调整率 α1=(Uo1-Uo)/Uox100% α2=(Uo2-Uo)/Uox100%

(4)对于多路输出,其它各路输出应同时加100%负载。 3．参考测试数据记录表格 TestCondition:FullLoad

ACinputVoltage(V)OutputVoltage(V)ΔV (V)LineRegulationα 90 265

(二)、输出负载调整率测试

1．定义:反映负载电流的变化对输出电压的影响。 2．测试方法:

(1)交流输入电压220V,输出电流为50%Io时,测出稳定的直流输出电压值Uo。 (2)调整负载电流为100%Io与(10%-15%)Io,测出稳定的直流输出电压值Uo1,Uo2 (3)计算100%Io与(10%-15%)Io条件下电压调整率 α1=(Uo1-Uo)/Uox100%

α2=(Uo2-Uo)/Uox100%

(4)对于多路输出,其它各路输出应同时加100%或(10%-15%)负载。 3．参考测试数据记录表格 TestCondition:AC220Vinput

DCoutputCurrent(A)OutputVoltage(V)ΔV(V)LineRegulationα 100%Io (10-15%)Io

4．用户可根据需要选取交流输入电压90V,160V,220V,265V重复步骤(1),(2),(3)测试并记录。 (三)、效率测试

1．内容:测试不同交流输入电压,不同负载条件下电源效率η 2．测试方法:

(1)交流输入电压90V,160V,220V,265V,输出电流为100%Io,30%Io,空载时,测出对应的稳定的直流输出电压值Uo与对应的交流输入功率Pin。

(2)计算效率η=Po/Pinx100%=(UoxIo)/Pinx100%

(3)对于多路输出,其输出功率为各路输出功率之和。 3．参考测试数据记录表格 ACinput FullLoad Voltage(V)PinPoη 90 160 220 265

ACinput 30%Load Voltage(V)PinPoη 90 160 220 265

ACinput NoLoad

Voltage(V)PinPoη 90 160 220 265

(四)、输出纹波电压及噪音测试

1、测试条件:交流输入电压220V,输出满载(对于多路输出,各路均满载) (可根据需要设定交流输入电压90V,220V,265V,满载输出条件下测试)。

2、测试方法:测试时,示波器TIME/DIV档置10uS/div,带宽置20MHz,读取示波器显示的输出电压峰-峰值即为输出纹波电压(包含毛刺在内的峰-峰值为纹波+噪音)。

3、输出杂音测试(选测内容,分为峰-峰值杂音,电话衡重杂音,宽频杂音,离散杂音)。 (五)、输出过压保护功能测试

1、测试条件:交流输入电压220V,输出满载条件下测试。

(可根据需要加测交流输入电压90V-100V,满载输出条件下过压保护功能)。 2、测试判定方法:

(1)调整输出电位器使输出电压缓慢升高,直到电源输出突然关断(输出电压突变为零,电源处于保护状态),此时输出电压值即为输出过压保护点。

(2)若无输出调整电位器,可在电源满载工作时,于输出端外加直流电压并慢慢调高,直到电源保护无输出。 一、测试仪器、设备

二、开关电源电气性能测试项目

三、开关电源电气性能测试方法及步骤 (一)、线性调整率测试

1．定义：反映交流输入电压变化对输出电压的影响。又称电压调整率。 2．测试方法：

(1)交流输入电压220V，输出电流为满载时，测出稳定的直流输出电压值Uo。 (2)调整交流输入电压为90V，265V，测出稳定的直流输出电压值Uo1，Uo2 (3)计算90V，265V条件下电压调整率 α1=(Uo1-Uo)/Uoｘ100% α2=(Uo2-Uo)/Uoｘ100%

(4)对于多路输出，其它各路输出应同时加100%负载。 3．参考测试数据记录表格

(二)、输出负载调整率测试

1．定义：反映负载电流的变化对输出电压的影响。 2．测试方法：

(1)交流输入电压220V，输出电流为50%Io时，测出稳定的直流输出电压值Uo。 (2)调整负载电流为100%Io与(10%-15%)Io，测出稳定的直流输出电压值Uo1，Uo2 (3)计算100%Io与(10%-15%)Io条件下电压调整率 α1=(Uo1-Uo)/Uoｘ100% α2=(Uo2-Uo)/Uoｘ100%

(4)对于多路输出，其它各路输出应同时加100%或(10%-15%)负载。 3．参考测试数据记录表格

4．用户可根据需要选取交流输入电压90V，160V，220V，265V重复步骤(1)，(2)，(3)测试并记录。 (三)、效率测试

1．内容：测试不同交流输入电压，不同负载条件下电源效率η 2．测试方法：

(1)交流输入电压90V，160V，220V，265V，输出电流为100%Io，30%Io，空载时，测出对应的稳定的直流输出电压值Uo与对应的交流输入功率Pin。

(2)计算效率η=Po/Pinｘ100%=(UoｘIo)/Pinｘ100% (3)对于多路输出，其输出功率为各路输出功率之和。 3．参考测试数据记录表格

(四)、输出纹波电压及噪音测试

1、测试条件：交流输入电压220V，输出满载(对于多路输出，各路均满载) (可根据需要设定交流输入电压90V，220V，265V，满载输出条件下测试)。

2、测试方法：测试时，示波器TIME/DIV档置10uS/div，带宽置20MHz，读取示波器显示的输出电压峰-峰值即为输出纹波电压(包含毛刺在内的峰-峰值为纹波+噪音)。

3、输出杂音测试(选测内容，分为峰-峰值杂音，电话衡重杂音，宽频杂音，离散杂音)。 (五)、输出过压保护功能测试

1、测试条件：交流输入电压220V，输出满载条件下测试。

(可根据需要加测交流输入电压90V-100V，满载输出条件下过压保护功能)。 2、测试判定方法：

(1)调整输出电位器使输出电压缓慢升高，直到电源输出突然关断(输出电压突变为零，电源处于保护状态)，此时输出电压值即为输出过压保护点。

(2)若无输出调整电位器，可在电源满载工作时，于输出端外加直流电压并慢慢调高，直到电源保护无输出。

开关电源常用拓扑结构

默认分类 2009-04-29 16:49:34 阅读745 评论1字号：大中小

开关变换器的拓扑结构是指能用于转换、控制和调节输入电压的功率开关器件和储能器

件的不同配置。开关变换器的拓扑结构可以分为两种基本类型：非隔离型和隔离型。变换器拓扑结构是根据系统造价、性能指标和输入/输出负载特性等因素选定。

1、非隔离型开关变换器

一，Buck变换器，也称降压变换器，其输入和输出电压极性相同，输出电压总小于输入电压，数量关系为：

其中 Uo为输出电压，Ui为输入电压，

ton为开关管一周期内的导通时间，T为开关管的导通周期。降压变换器的电路模式如图2所示。工作原理是：在开关管VT导通时，输入电源通过L平波和C滤波后向负载端提供

电流；当VT关断后，L通过二极管续流，保持负载电流连续。

二，Boost变换器，也称升压变换器，其输入和输出电压极性相同，输出电压总大于输

入电压，数量关系为：。升压变换器的电路模式如图3所示。工

作原理是：在VT导通时，电流通过L平波，输入电源对L充电。当VT关断时，电感L及电源向负载放电，输出电压将是输入电压加上输入电源电压，因而有升压作用。

三，Buck-Boost变换器，也称升降压变换器，其输入输出电压极性相反，既可升压又

可降压，数量关系为：。升降压变换器的电路模式如图4所示。

工作原理是：在开关管VT导通时，电流流过电感L，L储存能量。在VT关断时，电感向负载放电，同时向电容充电。

四，Cuk变换器，也称串联变换器，其输入输出电压极性相反，既可升压又可降压，数

量关系为：。Cuk变换器的电路模式如图5所示。工作原理是：

在开关管VT导通时，二极管VD反偏截止，这时电感L1储能；C1的放电电流使L2储能，并向负载供电。在VT关断时，VD正偏导通，这时输入电源和L1向C1充电；同时L2的释能电流将维持负载电流。

2、隔离型开关电源变换器

一，推挽型变换器，其变换电路模型如图6所示。工作过程为：VT1和VT2轮流导通，这样将在二次侧产生交变的脉动电流，经过VD1和VD2全波整流转换为直流信号，再经L、C滤波，送给负载。

二，半桥型变换器，其变换电路模型如图7所示。工作过程跟推挽式差不多，也是VT1和VT2轮流导通，一次侧通过电源-VT1-N1-C2-电源及电源-C1-N1-VT2-电源产生交变电流，从而在二次侧产生交变的脉动电流，经过VD1和VD2全波整流转换为直流信号，再经L、C滤波，送给负载。

三，全桥型变换器，其变换电路模型如图8所示。工作过程为：VT1、VT2和VT3、VT4两对开关重复交互通断。但两对开关导通有时间差，所以变压器一次侧加的电压为脉冲宽度等于其时间差的方波电压。变压器二次侧的二极管将此电压整流为方波，再经滤波器变为平滑直流电供给负载。

四，正激型变换器，其变换电路模型如图9所示。其工作过程为：开关导通时，变压器将能量从N1转移到N2，经过整流滤波后向负载输出。开关关断时，变压器释放能量，二极管VD3和绕组N3就是为此而设的，能量通过它们反馈到输入侧。开关一断开，绕组N1

中存储的能量就转移到绕组N3中。

五，隔离式Cuk变换器，其变换电路模型如图10所示。其工作过程为：开关管断开时，电感L1的电流给电容C11充电，同时C12也充电。开关管导通时，二极管变为截止状态，C12通过L2向负载R放电。

最好你在设计一个电源之前，应当预先知道你的电源工作的系统。详细了解此系统对电源的要求和限制。对系统透彻地了解，可大大降低成本和减少设计时间。

实际操作时，你可以从变换器要求的规范列一个表，并逐条考虑。你将发现根据这些规范限制你可以选择的拓扑仅是一个到两个，而且根据成本和尺寸拓扑选择很容易。一般情况下，可根据以上各种考虑选择拓扑：

1. 升压还是降压：输出电压总是高于还是低于输入电压？如果不是，你就不能采用Buck或Buck/Boost.

2. 占空度：输出电压与输入电压比大于5吗？如果是，你可能需要一个变压器。计算占空度保证它不要太大和太小。

3. 需要多少组输出电压？如果大于1,除非增加后续调节器，一般需要一个变压器。如果输出组别太多，建议最好采用几个变换器。

4. 是否需要隔离？多少电压？隔离需要变压器。

5. EMI要求是什么？如果要求严格，建议不要采用像Buck一类输入电流断续的拓扑，而选择电流连续工作模式。

6. 成本是极其重要吗？小功率高压可以选择BJT。如果输入电压高于500V，可考虑选择IGBT。反之，采用MOSFET。

7. 是否要求电源空载？如果要求，选择断续模式，除非采用问题8。也可加假负载。 8. 能采用同步整流？这可使得变换器电流连续，而与负载无关。

9. 输出电流是否很大？如果是，应采用电压型，而不是电流型。