开关电源调试详细步骤

开关电源调试详细步骤一、搭建调试电路1. 检查线路连接及器件根据原理图认真检查电路接线是否正确，元器件引脚之间有无短路，二极管、管和电解电容极性有无错误。2. 检查仪器设置检查仪器仪表挡位是否正确，通电前确保自耦高压器触头处于足够低的输出电置，是否需要接入最小负载以及负载连接是否正确。3. 通电初试稳定性接通电源，首先观察输入电压、输入电流表及输出电压、输出电流表指示有无异常现象 有异常，立即切断电源并进行检查，否则进入下一步；调节自耦调压器触头，使输入电压逐渐升高，同时观察输入、输出电流有无过大，输出 有无异常有无冒烟、是否有异常气味，无以上异常时，进入下一步；通电1-3分钟后，切断电源，手摸器件（开关芯片、高频变压器、TVS、功率电阻等）有 烫现象。二、波形测试与分析1. 测量一次侧电压波形方法1：用示波器测试 TP1与TP3两点之间的电压波形，这个波形能够反映出漏尖峰电压、输入直流高压、二次反射电压、开关管导通压降及导通与截止时间信息。为使开关电源稳定可靠的工作须满足两个条件：漏极尖峰电压小于 MOS耐压至少30V；MO管S 导通压降足够低。方法2：用示波器测试 TP2与TP3两点之间的电压波形，这个波形能够反映出漏电流及导通与截止时间等信息。（可以判断电源工作在连续或不连续模式）2. 测量一次侧电流波形方法：在直流高压的进线端串联一只 0.5 /1W的取样电阻 Rs，通过测试其压降求出一次侧峰值电流。工作模式转变：当交流输入电压不变而负载电流出现大范围变化时，可引起工作模式的改变； 当负载不变而交流输入电压发生较大范围变化时，也可引起工作模式的改变；开关电源的占空比增大或减小时，也可引起工作模式的改变。 当负载不变，开关电源输入电压由低升高时，开关电源会从连续模式进入不连续模式，根因由于在逆程时高频变压器储存的能量没有完全释放掉而造成的。尽量释放能量的斜率基持不变，但因放电时间明显缩短（占空比变大），使一次侧电流未通过零点，致使部分能 不及释放。注意：1. 在TP2端连接探头的接地夹，在 TP1端连接示波器探头的信号线 ( 反极测量)2. 一次侧峰值电流就小于开关电源I LIMIT3. 测量一次侧钳位电路中尖峰电流波形方法：在VDZ1串联一只1/1W的取样电阻 Rs，然后测取样电阻两端压降U Rs，再根据欧姆定律求出尖峰电流I Rs=URs/Rs。当U=150V,I O=1.15A时，U Rs=0.57V，因此I Rs=0.57A。用示波器测量波形如上图9-4-3 所示。实验还表明，当 U降低时，尖峰电流会增大；当 U升高时，尖峰电会减小。由于一次侧的阻抗较高，即使 Rs阻值稍大些也不影响测量。4. 测量二次侧电压方法：将示波器的探头并联在开关电源的二次侧绕组两端，测量得到的二次侧电压波形。通过二次侧的电压波形，可以看出当前开关电源工作在不连续模式并粗略看出此时占空比约为 1/4 。5. 测量二次侧电流波形方法：在输出整流管 VD 2上串联一只 0.15/8W的取样电阻R S，通过测量其压降求出二次侧电流 IRs。从上面两图形中可以看出，接上 R9、C9后，能明显抑制二次侧的高频振荡，还减小一次侧的尖峰电压。实验表明，二次侧的电流波形不随交流输入电压而改变，但是当 U降至60V左右时候出现音频啸叫声，二次侧电流变化较大，证明此时开关电源的工作状态已近于连续模式。注意：二次侧的阻抗很低，R S的阻值越小越好，因为二次侧取样电阻过大，不会增加二次侧的功耗，还会使一次侧的反峰电压升高，钳位电路的损耗也会增三、快速设计较验1. 最大化漏极电压校验在最高输入电压和峰值（过载）输出功率时 VDS没有超过650 V。给700 VBVDSS规格增加50 V的裕量，使得在设计变更时留有一定的设计裕量。2. 最大漏极电流在最高环境温度、最大输入电压及峰值输出 ( 过载) 功率情况下，检查漏极电流确定变压器是否出现饱和 , 另外也要检测电源开启时是否出现过高的前沿导通电流尖峰。在稳态工作下重复以上操作，校验前沿电流尖峰在 tLEB(MIN)结束时于ILIMIT(MIN) 。在任何条件下，最大漏极电流应低于规定的绝对最大额定值3. 热检测在规定的最大输出功率、最小输入电压及最高环境温度情况下，检查关键器件温度没有超标。四、性能测试1. 测量漏极电压额定负载不同输入电压时对应的漏极最大电压额定电压(V) 12额定电流(A) 1输入电压下最大漏极电压(V)120 150 180 200220 240 265584380 428 464 492 520 554最大漏极电压 584额定输入电压，不同负载对应的漏极最大电压输入电压(V) 220额定电压(V) 12额定电流(A) 1输出电流对应最大漏极电压(A)0 0.15 0.3 0.46 0.62 0.77 0.92426 450 464 494 508 510 518最大漏极电压 5182. 测量一次侧峰值电流在任何条件下，最大漏极电流应低于规定的绝对最大额定值。3. 测量启动特性额定电流(A) 1输出电流(A)0% 46% 92% 0 0.46 0.92启动电压(V) 122 127 126注：电源应在要求的工作电压范围内可靠启动4. 测量开关电源效率开关电源效率：输出功率与输入功率的比例。 =PO/P*100%额定负载不同输入电压时对应的开关电源效率额定输出电流(A) 1输入电压(V) 120 150 180 200 220 240 260输入功耗(W) 14.48 14.45 14.45 14.49 14.55 14.62 14.8输出电流(A) 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93输出电压(V) 12.01 12.01 12.01 12.01 12.01 12.01 12.01效率 0.7714 0.773 0.773 0.7708 0.7676 0.764 0.7547额定输入电压，不同负载下对应的开关电源效率额定输入电流(V) 220额定输出电流(A) 1输出电流(A) 0 0.15 0.31 0.46 0.62 0.78 0.92输入功耗(W) 0.5 3.15 5.42 7.73 10.06 12.34 14.62输出电压(V) 12.04 12.03 12.03 12.02 12.02 12.02 12.02效率空耗 0.5729 0.6881 0.7153 0.7408 0.7598 0.75645. 测量最大纹波电压方法：在额定电压、不同的负载下分别记录开关电源的纹波电压 ( 峰峰值)输入电压(V) 220额定电压(V) 12额定电流(A) 1负载电流(A)0% 15% 30% 46% 62% 77% 92% 120% 0 0.15 0.3 0.46 0.62 0.77 0.92 1.2纹波电压(mV) 300 300 300 300 300 300 300最大纹波电压纹波电压通过示波器A-B方式没得，在负载变大过程中，纹(mV)波电压有变大趋势（公司用示波器读不出具体值）6. 测量电压调整率方法：给开关电源接上额定负载，首先测出在标称输入电压时的输出电压U O,连续调节输入电压，使之从规定的最小值一直变化到最大值，记下输出电压与称值的最大偏差U O，最后计算：S V = UO/ UO*100% 额定电压(V) 12 额定电流(A) 1不同输入电压120 150 180 200 220 240 250 265下输出电压12.02 12.02 12.02 12.02 12.02 12.02 12.02 12.02电压调整率S V 03. 测量负载调整率方法：将输入电压调至标称值，分别测出开关电源在满载与空载输出电压U 1、，再代入下式计算：S I = (U 2-U1)/U O *100%额定电压(V) 12额定电流(A) 1不同比例负载 下输出电压0% 100% 10%(V) 12.035 12.01 12.03负载调整率S I 0.21% 0.17%100%12.01注：天关电源的负载调整率通常是从满载的10%变化到100%的情况下测得的。四、高频变压器磁饱和的相关知识1. 磁饱和现象发生磁饱和故障时主要表现在：高频变压器很烫开关电源芯片很烫负载加重时输出电压迅速跌落，达不到设计功率2. 如何防止高频变压器饱和适当减小一次绕组的电感量L P选择尺寸较大的磁心给磁心留出一定的气隙宽度3. 设计经验使用同一型号的磁心时，一次绕组的匝数越少，其电感量越小，临界饱和电越大；在同样的输出功率下，选择尺寸较大的磁心能获得较大的临界磁饱和电流；高频变压器的临界磁饱和电流应大于开关电源的极限电流I LIMIT ，以免开关在过电流保护之前高频变压器已进入磁饱和状态。