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RIGOL技术站:3分钟学会一个电源测试技巧


  来源: 普源精电 时间:2020-08-18 编辑:清风
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你将可以获取到较为清晰的测试波形,上图中通道2为电流探头测量的电流波形,通道1为DUT输出端子上的电压波形。


打开示波器的平均采样模式,可以获得低噪声的瞬态响应测量曲线。


操作要点


如何对测试波形进行分析?


根据实际DUT测试,可能会存在左图测试波形(严重振铃的电压波形)



可见此测试中DUT的输出电压在跳变过程中存在非常大的振铃,此振荡频率通常在系统的开环传递函数在180°交越点所对应的频率附近。这也意味着系统的相位裕度很小,对此振荡频率的阻尼较弱。



通过调整电路参数,可见响应波形逐渐改善,直至最后为右图所示的响应波形,可见振荡被快速阻尼,恢复时间也较为合理。此时系统的相位裕度已经较大,可以满足电源设计的需要。


相位裕度(频域)和响应波形(时域)存在一定的相关性,在右图所示的测试波形中,相位裕度在50~60°左右,裕度较大。


如何对测试图中的一些其他特征进行判别?


1)直流电压台阶


在测试中可能会出现动态响应A/B值所对应的电压不一致的情况,如下图的红色箭头指示。此时应该检查电流负载端子(功率回路)和电压采样端子(采样回路)的连接点是否正确,如果连接正确,则说明此电源电路有相对较差的负载调整率,需要针对性地排查,如测量系统的开环增益是否足够大。


电压台阶


2)较大的电压跌落和过冲


在部分测试中,可能会观测到具有过大的电压过冲和跌落特征的波形,这种波形通常更容易出现在线性稳压电路中。


较大的电压跌落和过冲(示意图片)


分析:这种情况的原因通常指向电源的输出滤波电容,电容的容值选取和整个反馈环路特性严重失配、电容的ESR特性劣化/虚焊、布线不合理可能都会导致此现象。一般来说,线性电源器件对输出电容的容值要求更高。在负载电流迅速突变的情况下,如果输出滤波电容的容值过小,导致电压下降的速度远高于反馈电路控制调整管动作的速度,将会在加载电流时带来较大的电压跌落。反之,将会在卸载电流时带来较大的电压过冲。


部分电源系统可能需要驱动一些特定的负载装置,如MOSFET/IGBT驱动电路、闪光灯等装置,其主要的特点是存在较大的负载突变,其存在时间较短的大功率状态以及时间较长的空闲(低功率)状态。由于占空比(Duty Cycle)较低,因此其平均功率较低,在电源设计时,可能会存在电容容量选择不足的情况。对于这种电路,使用动态响应测试功能可以非常直观的观察到电压的变化,对设计会有很大的帮助。


总结


通过使用DL3000作为测试核心进行动态响应测试,可以快速地完成对电源产品的性能评估。


与动态响应测试类似的测试方式还有伯德图(Bode Plot.)测试,两者存在一定的差异——



可见动态响应测试更倾向于定性测试,由于测试非常方便,便于整合进入ATE测试工装中,因此非常适合在电源生产过程中进行在线测试。


由于DUT的类型较多,因此有必要根据实际需求选择合适的仪器以备测试使用:



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