系統開發期間,研發人員可以在開發前期使用系統仿真軟件 Saber、PSIM、simplis 上面進行環路電路的設計和模擬,在開發的中后期,則可以使用 ZDS3000/4000 系列示波器的環路分析功能進行實際的環路電路特性的驗證和改進。
2. 測試步驟
開關電源實際上是一個包含了負反饋控制環路的放大器,會放大交流信號并對負載變化作出反饋響應。為了完成控制環路響應測試,需要把一個擾動信號(一定幅度和頻率范圍的掃頻正弦波信號或單一頻點正弦波信號)注入到控制環路的反饋路徑中。這個反饋路徑就是指 R1 和 R2 的電阻分壓器網絡。我們需要把一個阻值很小的注入電阻插入到反饋環路中,才能注入一個擾動信號。例如下圖 9 所示的注入電阻為 5 Ω,注入電阻與 R1 和 R2 串聯
阻抗相比是微不足道的。所以,用戶可以考慮把這個低阻值注入電阻器作為長久使用的測試器件。另外還需要使用一個隔離變壓器來隔離這個交流干擾信號,從而不產生任何的直流偏置。由于實際的注入和輸出的電壓一般都很小,因此信號注入端建議使用 BNC 頭轉夾子的線纜進行信號注入,并且使用 X1 的探頭進行注入端和反饋端的信號測量。環路功能的同步環路測試時,需要使用致遠電子環路測試配套的信號發生模塊與ZDS3000/4000 系列示波器相連,通過示波器控制信號發生模塊配合生成需要的頻率信號,環路測試信號接線圖如圖9所示。
圖9 環路測試信號接線
同步環路測試的實物連接圖如圖 10所示,該圖中使得一根 BNC 線纜連接ZDS3000/4000 系列背部的觸發輸出端與信號發生模塊,信號發生模塊的輸出再用 BNC 線纜連接到隔離變壓器,隔離變壓器的輸出通過 BNC 轉夾子的線纜,將信號注入到被測板的注入電阻兩端,然后用兩根衰減比為 X1 的探頭,測量注入端與輸出端的信號。
圖10 環路測試實物連接
3. 參數設置
點擊示波器面板上【Analyze】鍵,再點擊【環路測試】按鈕,進入環路測試功能菜單。點擊【參數設置】按鈕,會彈出參數設置窗口,旋轉旋鈕 A 可選擇參數,短按旋鈕 A后可進行參數修改,其中包括【參數設置】、【濾波設置】和【同步設置】。如圖 11所示:
圖11 參數設置菜單
環路功能的運行可以點擊菜單的【運行停止】測試啟動后,界面會切換到環路掃頻運行的界面,功能會根據當前采樣到的頻率、相位差、增益,不斷地繪制出頻率與相位、頻率與增益的動態曲線,其中,藍色曲線為增益曲線,橙色曲線為相位曲線。如圖 12所示:
圖12 掃頻測試運行中
4.界面說明
ZDS3000/4000 系列環路分析功能擁有獨特的掃頻分析操作界面,對測試操作和用戶體驗進行了創新性地設計,如圖 13所示:
圖13 環路測試掃頻界面
包含有如下區域:
? 掃頻波形顯示區域:藍色曲線為增益曲線,橙色曲線為相位曲線,PM/GM 信息顯示在右上角,可通過旋鈕 B 進行滾動查看每個測量點,并可放大顯示;