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RIGOL技術(shù)站:3分鐘學(xué)會一個電源測試技巧


  來源: 普源精電 時間:2020-08-18 編輯:清風(fēng)
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你將可以獲取到較為清晰的測試波形,上圖中通道2為電流探頭測量的電流波形,通道1為DUT輸出端子上的電壓波形。


打開示波器的平均采樣模式,可以獲得低噪聲的瞬態(tài)響應(yīng)測量曲線。


操作要點


如何對測試波形進(jìn)行分析?


根據(jù)實際DUT測試,可能會存在左圖測試波形(嚴(yán)重振鈴的電壓波形)



可見此測試中DUT的輸出電壓在跳變過程中存在非常大的振鈴,此振蕩頻率通常在系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)在180°交越點所對應(yīng)的頻率附近。這也意味著系統(tǒng)的相位裕度很小,對此振蕩頻率的阻尼較弱。



通過調(diào)整電路參數(shù),可見響應(yīng)波形逐漸改善,直至最后為右圖所示的響應(yīng)波形,可見振蕩被快速阻尼,恢復(fù)時間也較為合理。此時系統(tǒng)的相位裕度已經(jīng)較大,可以滿足電源設(shè)計的需要。


相位裕度(頻域)和響應(yīng)波形(時域)存在一定的相關(guān)性,在右圖所示的測試波形中,相位裕度在50~60°左右,裕度較大。


如何對測試圖中的一些其他特征進(jìn)行判別?


1)直流電壓臺階


在測試中可能會出現(xiàn)動態(tài)響應(yīng)A/B值所對應(yīng)的電壓不一致的情況,如下圖的紅色箭頭指示。此時應(yīng)該檢查電流負(fù)載端子(功率回路)和電壓采樣端子(采樣回路)的連接點是否正確,如果連接正確,則說明此電源電路有相對較差的負(fù)載調(diào)整率,需要針對性地排查,如測量系統(tǒng)的開環(huán)增益是否足夠大。


電壓臺階


2)較大的電壓跌落和過沖


在部分測試中,可能會觀測到具有過大的電壓過沖和跌落特征的波形,這種波形通常更容易出現(xiàn)在線性穩(wěn)壓電路中。


較大的電壓跌落和過沖(示意圖片)


分析:這種情況的原因通常指向電源的輸出濾波電容,電容的容值選取和整個反饋環(huán)路特性嚴(yán)重失配、電容的ESR特性劣化/虛焊、布線不合理可能都會導(dǎo)致此現(xiàn)象。一般來說,線性電源器件對輸出電容的容值要求更高。在負(fù)載電流迅速突變的情況下,如果輸出濾波電容的容值過小,導(dǎo)致電壓下降的速度遠(yuǎn)高于反饋電路控制調(diào)整管動作的速度,將會在加載電流時帶來較大的電壓跌落。反之,將會在卸載電流時帶來較大的電壓過沖。


部分電源系統(tǒng)可能需要驅(qū)動一些特定的負(fù)載裝置,如MOSFET/IGBT驅(qū)動電路、閃光燈等裝置,其主要的特點是存在較大的負(fù)載突變,其存在時間較短的大功率狀態(tài)以及時間較長的空閑(低功率)狀態(tài)。由于占空比(Duty Cycle)較低,因此其平均功率較低,在電源設(shè)計時,可能會存在電容容量選擇不足的情況。對于這種電路,使用動態(tài)響應(yīng)測試功能可以非常直觀的觀察到電壓的變化,對設(shè)計會有很大的幫助。


總結(jié)


通過使用DL3000作為測試核心進(jìn)行動態(tài)響應(yīng)測試,可以快速地完成對電源產(chǎn)品的性能評估。


與動態(tài)響應(yīng)測試類似的測試方式還有伯德圖(Bode Plot.)測試,兩者存在一定的差異——



可見動態(tài)響應(yīng)測試更傾向于定性測試,由于測試非常方便,便于整合進(jìn)入ATE測試工裝中,因此非常適合在電源生產(chǎn)過程中進(jìn)行在線測試。


由于DUT的類型較多,因此有必要根據(jù)實際需求選擇合適的儀器以備測試使用:



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