PWM开关电源测试经验的总结
PWM开关电源测试经验的总结
开关电源(Switching Mode Power Supply，常常简化为SMPS)，是一种高频电能转换装置。其功能是将电压透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流。
开关电源的拓扑指开关电源电路的构成形式。一般是根据输出地线与输入地线有无电气隔离，分为隔离及非隔离变换器。非隔离即输入端与输出端相通，没有隔离措施，常见的DC/DC变换器大多是这种类型。所谓隔离是指输入端与输出端在电路上不是直接联通的，使用隔离变压器通过电磁变换方式进行能量传递，输入端和输出端之间是完全电气隔离的。
对于开关变换器来说，只有三种基本拓扑形式，即：
●Buck(降压)
●Boost(升压)
●Buck-Boost(升降压)
三种基本拓扑形式，是电感的连接方式决定。若电感放置于输出端，则为Buck拓扑；电感放置于输入端，则是Boost拓扑。当电感连接到地时，就是Buck-Boost拓扑。
以下的测试项目除了是指在静态负载的情况下测试的结果，只有噪声(noise)测试需要用到动态负载。
1.Phase点的jitter
对于典型的PWM开关电源，如果phase点jitter太大，通常系统会不稳定(和后面提到的相位裕量相关)，对于200~500K的PWM开关电源，典型的jitter值应该在1ns以下。
2.Phase点的塌陷
有时候工程师测量到下面的波形，这是典型的电感饱和的现象。对于经验不够丰富的工程师，往往会忽略掉。电感饱和会让电感值急剧下降，类似于短路了，这样会造成电流的急剧增加，MOS管往往会因为温度的急剧增加而烧毁。这时需要更换饱和电流更大的电感。
3.Shoot through测试
测试的目的是看上MOS管导通时，有没有同时把下管打开，从而导致电源直接导通到地而引起短路。如图三所示蓝色曲线(Vgs_Lmos)就是下管在上管导通的同时，被带了起来，如果蓝色曲线的被带起来的尖峰超过了MOS管的Vth要求，同时持续时间(Duration)也超过了datasheet要求，从而就会有同时导通的风险。当然，这是大家最常见到的情况。
下面这种情况有非常多的人会忽视，甚至是一些比较有经验的电源测试工程师。下面组图四是下管打开，上管关闭时候的波形(图4-1是示意图，图4-2示实际测试图)。虽然没有被同时带起的情况，但是请注意上下管有交叉的现象，而且交叉点的电平远高于MOS管规定的Vth值，这是个严重的shoot through现象。最直接的后果就是MOS管烧毁！
4.相位裕量和带宽(phase margin and bandwidth)
相位裕量和带宽是很多公司都没有测试的项目(尤其是规模较小的公司受限于仪器)，但是这却是个非常重要的测试项目。电源系统是否稳定，是否能长时间(3年或以上)有效工作，相位裕量和带宽可以在很大程度上说起了决定性的作用。很多公司完全依赖于电源芯片厂家给的参考设计方案里的推荐值，但是跟你的设计往往有不小的差异，这样会有很大的潜在风险。
如果系统是一个不稳定的系统，反映在一些电源测试项目里面，会看到以下几个主要问题。
●电源的Noise测试通过，但是电源依然不稳定。表现为功能测试fail.常常有工程师在debug时说我的电源noise已经很小了，加了很多电容了，为啥还是跑不动呢？其实是他的闭环系统本来就不稳定。
●Phase点jitter过大。这是比较典型的不稳定现象。
●瞬态响应(Transient response)太大。最笨的办法就是加很多电容，去满足瞬态响应的要求。对于低成本产品，这可是要钱的啊。
如果你没有用正确的方法测试出系统的环路增益的波特图，那么你如何下手去调试这些项目让他通过测试呢？只有来来回回不停作实验。然后来来回回跑功能测试。Oh， my god，浩大的工作量。而且，对于一些低成本的产品，往往用到了铝电解电容，MLCC电容等低成本方案(电感，电阻值基本没有变化)。这些电容的容值会随着时间变化而减少。如MLCC，系统运行在正常温度两年~三年，容值会变到原来的一半。而这一半电容的变化，会对系统的稳定造成很大的影响，这也是为什么很多低价的产品质量不可靠的一个重要原因。那是不是说价格越高，用越多的电容就越好呢，当然不是。这就是为啥要测试phase margin的原因。你需要调试一组合理的值，能够同时覆盖全电容以及半电容的要求。这样同样能做到低价格高品质。
根据奈奎斯特定理对系统稳定性要求，规范要求一个闭环系统的相位裕量最少为60度，45~60度可以考虑为最低限额要求。对于带宽，200~500K的开关电源的要求在10%~30%的开关频率。从开关电源的稳定性看带宽越低，电源越容易稳定。从开关电源的动态指标看，带宽越高电源的动态性能越好。
下图五为典型的波特图：
另外一点非常重要的是，除了PWM开关电源，有很多线性电源(LDO)，其补偿网络在芯片外部的，也要做类似的环路增益的波特图测试，从而确保其稳定性。LDO的测试，是绝大多数厂家容易忽略掉的。比如如下图六所示这种电路，很多人会直接测量noise完事。
我们有可能会看到的相位裕量不能达到要求。如下图七，只有30度左右。这个时候，只有调试不同的参数，才能得到比较好的结果。从而满足系统稳定性的要求。
5.电源纹波(ripple)和噪声(noise)
电源纹波和噪声，看起来是电源测试里面最简单的项目。但是也有可能对你的测试结果和功能有比较大的影响。
首先是纹波，我们测试的时候，只是看是不是符合规范要求，比
开关电源适配器测试报告
适配器12V/1A测试报告方案基本参数一览 修订更新版本
注： 在原板上进行了以下修改： 1、变压器参数更新（进行成本优化） 2、输入电容修改为15uF/400V 3、输出二极管修改为SR3100 4、可去除次级吸收回路（R21、C7）（纹波指标仍然优秀） 一.说明 此文档是针对FD9020D 12V/1A适配器的测试报告，可用于90~264Vac全电压输入范围下工作。适合12W以内的适配器电源及小家电产品的应用。
二.测试主要项目 1）电气参数测试 2）电性能参数测试 3）转换效率及空载功耗测试 4）常温老化测试 5）关键元件温度测试 三.测试使用的仪器 1．输入交流调压器：AC POWER SOURCE APS-9501 2．输出电子负载：FT6301A 3．示波器：DSO-X-2022A （Agilent Technologies） 4．交流输入功率计：WT210 DIGITAL POWER METER 5．数字万用表34970A 6．红外热成像仪Fluke Ti200 四.方案的实物图 五.主要项目测试记录 基本参数测试数据
：%（线末端测试）：%（线末端测试） 小结：FD9020D 12V/1A适配器能够满载工作在90V~264V范围的工作条件下，板上输出电压范围为~，具有良好的电压调整率及负载调整率。 FD9020D 12V/1A适配器在空载~满载切换时，< VDD <，符合要求。 注：该方案VDD电压综合考虑系统的过功率保护及VDD过压保护功能，VDD电压受变压器的绕制工艺及漏感等参数影响较大，因此，若有更换变压器供应商时，请注意二次评测VDD 电压范围，以更完美匹配方案参数。 福大海矽可随时全方位协助该方案各项参数测试。 3）纹波噪声测试 测试条件：输入电压为220V，满载输出。
1203P60 PWM开关电源芯片
NCP1203 PWM Current?Mode Controller for Universal Off?Line Supplies Featuring Standby and Short Circuit Protection Housed in SOIC?8 or PDIP?8 package, the NCP1203 represents a major leap toward ultra?compact Switchmode Power Supplies and represents an excellent candidate to replace the UC384X devices. Due to its proprietary SMARTMOS t Very High V oltage Technology, the circuit allows the implementation of complete off?line AC?DC adapters, battery charger and a high?power SMPS with few external components. With an internal structure operating at a fixed 40 kHz, 60 kHz or 100 kHz switching frequency, the controller features a high?voltage startup FET which ensures a clean and loss?less startup sequence. Its current?mode control naturally provides good audio?susceptibility and inherent pulse?by?pulse control. When the current setpoint falls below a given value, e.g. the output power demand diminishes, the IC automatically enters the so?called skip cycle mode and provides improved efficiency at light loads while offering excellent performance in standby conditions. Because this occurs at a user adjustable low peak current, no acoustic noise takes place. The NCP1203 also includes an efficient protective circuitry which, in presence of an output over load condition, disables the output pulses while the device enters a safe burst mode, trying to restart. Once the default has gone, the device auto?recovers. Finally, a temperature shutdown with hysteresis helps building safe and robust power supplies. Features ?Pb?Free Packages are Available ?High?V oltage Startup Current Source ?Auto?Recovery Internal Output Short?Circuit Protection ?Extremely Low No?Load Standby Power ?Current?Mode with Adjustable Skip?Cycle Capability ?Internal Leading Edge Blanking ?250 mA Peak Current Capability ?Internally Fixed Frequency at 40 kHz, 60 kHz and 100 kHz ?Direct Optocoupler Connection ?Undervoltage Lockout at 7.8 V Typical ?SPICE Models Available for TRANsient and AC Analysis ?Pin to Pin Compatible with NCP1200 Applications ?AC?DC Adapters for Notebooks, etc. ?Offline Battery Chargers ?Auxiliary Power Supplies (USB, Appliances, TVs, etc.) SOIC?8 D1, D2 SUFFIX CASE 751 1 MARKING DIAGRAMS PIN CONNECTIONS PDIP?8 N SUFFIX CASE 626 8 xx= Specific Device Code A= Assembly Location WL, L= Wafer Lot Y, YY= Year W, WW= Work Week Adj HV FB CS GND NC V CC Drv (Top View) xxxxxxxxx AWL YYWW 1 8 See detailed ordering and shipping information in the package dimensions section on page 12 of this data sheet. ORDERING INFORMATION https://www.360docs.net/doc/e41088228.html, 查询1203P60供应商
电子工程师的设计经验笔记
电子工程师必备基础知识（一） 运算放大器通过简单的外围元件，在模拟电路和数字电路中得到非常广泛的应用。运算放大器有好些个型号，在详细的性能参数上有几个差别，但原理和应用方法一样。 运算放大器通常有两个输入端，即正向输入端和反向输入端，有且只有一个输出端。部分运算放大器除了两个输入和一个输出外，还有几个改善性能的补偿引脚。 光敏电阻的阻值随着光线强弱的变化而明显的变化。所以，能够用来制作智能窗帘、路灯自动开关、照相机快门时间自动调节器等。 干簧管是能够通过磁场来控制电路通断的电子元件。干簧管内部由软磁金属簧片组成，在有磁场的情况，金属簧片能够聚集磁力线并使受到力的作用，从而达到接通或断开的作用。 电子工程师必备基础知识（二） 电容的作用用三个字来说：“充放电。”不要小看这三个字，就因为这三个字，电容能够通过交流电，隔断直流电；通高频交流电，阻碍低频交流电。 电容的作用如果用八个字来说那就：“隔直通交，通高阻低。”这八个字是根据“充放电”三个字得出来的，不理解没关系，先死记硬背住。 能够根据直流电源输出电流的大小和后级（电路或产品）对电源的要求来先择滤波电容，通常情况下，每1安培电流对应1000UF-4700UF是比较合适的。 电子工程师必备基础知识（三） 电感的作用用四个字来说：“电磁转换。”不要小看这四个字，就因为这四个字，电感能够隔断交流电，通过直流电；通低频交流电，阻碍高频交流电。电感的作用再用八个字来说那就：“隔交通直，通低阻高。”这八个字是根据“电磁转换”三个字得出来的。
电感是电容的死对头。另外，电感还有这样一个特点：电流和磁场必需同时存在。电流要消失，磁场会消失；磁场要消失，电流会消失；磁场南北极变化，电流正负极也会变化。 电感内部的电流和磁场一直在“打内战”，电流想变化，磁场偏不让变化；磁场想变化，电流偏不让变化。但，由于外界原因，电流和磁场都可能一定要发生变化。给电感线圈加上电压，电流想从零变大，可是磁场会反对，因此电流只好慢慢的变大；给电感去掉电压，电流想从大变成零，可是磁场又要反对，可是电流回路都没啦，电流已经被强迫为零，磁场就会发怒，立即在电感两端产生很高的电压，企图产生电流并维持电流不变。这个电压很高很高，甚至会损坏电子元件，这就是线圈的自感现象。 给一个电感线圈外加一个变化磁场，只要线圈有闭合的回路，线圈就会产生电流。如果没回路的话，就会在线圈两端产生一个电压。产生电压的目的就是要企图产生电流。当两个或多个丝圈共用一个磁芯（聚集磁力线的作用）或共用一个磁场时，线圈之间的电流和磁场就会互相影响，这就是电流的互感现象。 大家看得见，电感其实就是一根导线，电感对直流的电阻很小，甚至能够忽略不计。电感对交流电呈现出很大的电阻作用。 电感的串联、并联非常复杂，因为电感实际上就是一根导线在按一定的位置路线分布，所以，电感的串联、并联也跟电感的位置相关（主要是磁力场的互相作用相关），如果不考虑磁场作用及分布电容、导线电阻（Q值）等影响的话就相当于电阻的串联、并联效果。 交流电的频率越高，电感的阻碍作用越大。交流电的频率越低，电感的阻碍作用越小。 电感和充满电的电容并联在一起时，电容放电会给电感，电感产生磁场，磁场会维持电流，电流又会给电容反向充电，反向充电后又会放电，周而复始……如果没损耗，或能及时的补充这种损耗，就会产生稳定的振荡。 电子工程师必备基础知识（四）
开关电源测试报告模板
开关电源测试报告模板 篇一：电源测试报告模板 电源技术认证报告 关键词： AC/DC、电源模块、认证测试 摘要：该报告对电源进行了详细的测试，并对其中测试的问题进行总结和 记录，以供产品选型参考。 一、测试项目 二、测试仪器列表 三、测试结论 四、原始数据记录 1、负载动态响应（必须提供测试波形） （/us, 1ms） (1)常温工作 (2)高温工作 (3)低温工作 2、纹波及噪声记录表（必须提供测试波形） (1)常温
特性 (2)高温特性 (3)低温特性 注1：纹波VPP电容，示波器20MHz频率。 3、开关机性能（必须提供测试波形） （输入电压：220VAC，负载：满载） (1)常温特性 (2)高温特性 (3)低温特性 注1注2：开关机的方式有开关和插拔2种，均需进行试验。 4、启动性能（常温下） 注110%额定值上升到90%额定值的时间。 5、 7、整机效率 (1)常温特性 (2)高温特性
(3)低温特性 9 10、 注1注2：过压保护各路相对独立，一路保护不影响其他路。 注2：可用电子负载“Short”短路或导线直接短路。 篇二：开关电源适配器测试报告模板 适配器12V/1A测试报告 方案基本参数一览 修订更新版本 注： 在原板上进行了以下修改： 1、变压器参数更新（进行成本优化） 2、输入电容修改为15uF/400V 3、输出二极管修改为SR3100 4、可去除次级吸收回路（R21、C7）（纹波指标仍然优秀） 一. 说明
此文档是针对FD9020D 12V/1A适配器的测试报告，可用于90~264Vac全电压输入 范围下工作。适合12W以内的适配器电源及小家电产品的应用。 二 . 测试主要项目 1）电气参数测试 2）电性能参数测试 3）转换效率及空载功耗测试 4）常温老化测试 5）关键元件温度测试 三. 测试使用的仪器 1．输入交流调压器：AC POWER SOURCE APS-9501 2．输出电子负载：FT6301A 3．示波器：DSO-X-2022A （Agilent Technologies）4．交流输入功率计：WT210 DIGITAL POWER METER 5．数字万用表34970A 6．红外热成像仪 Fluke Ti200 四. 方案的实物图
开关电源测试规范
开关电源测试规范及报告一、电源基本情况 项目名称________________________, PCB板号__________________________ 使用温度范围：____________℃（若没有特殊要求，按照-15~55℃，） 输入电压范围：____________Vac（若没有特殊要求按照90-264Vac） 最大输出功率______W 二、电源原理图
三、带载能力与纹波测试 1. 测试方法 分别在不同输入电压下（额定电压、最小电压、最大电压），不同的环境温度（室温、最低温度、最高温度），测试各输出支路的负载电流为空载/半载/满载时的电压值与纹波，保存典型波形图。若实际电路中某支路不会出现空载情况，可不测空载。满载时的负载电流取实际最大工作电流的1.2倍。 2. 测试记录 输出1：反馈主路设计输出___V, 最大负载____A,电压允许范围_____，纹波允许范围______ 输出２：设计输出___V, 最大负载____A,电压允许范围_____，纹波允许范围_______ 输出3：设计输出___V, 最大负载____A,电压允许范围_____，纹波允许范围________
四、整流二极管反向耐压测试 1. 测试方法 分别在不同输入电压下（额定电压、最小电压、最大电压），不同的环境温度（室温、最低温度、最高温度），测试各输出支路在满载时整流二极管的反向峰值电压，保存典型波形图。 2. 测试记录 五、VDS电压测试 1. 测试方法 分别在不同输入电压下（额定电压、最大电压），测试电源芯片的MOSFET的VDS在变压器为空载/半载/满载时的峰值电压，保存典型波形图。分别测试5次启动过程和稳态过程。
电气自动化+PWM型开关电源电路设计
1 引言 当今社会，时代在进步，人们的生活水平不断提高，越来越离不开电力电子产品电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，当然任何电子设备都离不开可靠的电源，进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代，进入90年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源，更促进了开关电源技术的迅速发展。 1.1 什么是开关电源 电子电源是对公用电网或某种电能进行变换和控制，并向各种用电负载提供优质电能的供电设备。它可分为线性电源和开关电源两种。应用大功率半导体器件，在一个电路中运行于“开关状态”，按一定规律控制开关，对电能进行处理变换而构成的电源，被称为“开关电源”。在实际应用中同时具备三个条件的电源可称之为开关电源，这三个条件就是:开关(电路中的电力电子器件工作在开关状态而不是线性状态)、高频(电路中的电力电子器件工作在高频而不是接近工频的低频)和直流(电源输出是 直流而不是交流)。广义地说，凡用半导体功率器件作为开关，将一种电源形态转变成另一形态的主电路都叫做开关变换电路;转变时用自动控制闭环稳定输出并有保护环 节的则称开关电源。 1.2 开关电源基本工作原理 开关电源以半导体开关器件的启闭为基本原理，即通过控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源。开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）或者脉冲频率调制方式（PFM）控制IC和外部电路构成。 开关电源有PWM调制、FWM调制和混合调制，这里选用PWM调制。PWM型开关电源的换能电路是将输入的直流电压转换成脉冲电压，再将脉冲电压转换成直流电压输出。 图1-1 PWM型开关电源原理框图
精通开关电源设计
《精通开关电源设计》笔记 三种基础拓扑（buck boost buck-boost ）的电路基础： 1， 电感的电压公式dt dI L V =＝T I L ??，推出ΔI ＝V ×ΔT/L 2， sw 闭合时，电感通电电压V ON ，闭合时间t ON sw 关断时，电感电压V OFF ，关断时间 t OFF 3， 功率变换器稳定工作的条件：ΔI ON ＝ΔI OFF 即，电感在导通和关断时，其电流变化相等。 那么由1，2的公式可知，V ON ＝L ×ΔI ON /Δt ON ，V OFF ＝L ×ΔI OFF /Δt OFF ，则稳定条件为伏秒定律：V ON ×t ON ＝V OFF ×t OFF 4， 周期T ，频率f ，T ＝1/f ，占空比D ＝t ON /T ＝t ON /（t ON ＋t OFF ）→t ON ＝D/f ＝TD →t OFF ＝（1－D ）/f 电流纹波率r P51 52 r ＝ΔI/ I L ＝2I AC /I DC 对应最大负载电流值和最恶劣输入电压值 ΔI ＝E t /L μH E t ＝V ×ΔT （时间为微秒）为伏微秒数，L μH 为微亨电感，单位便于计算 r ＝E t /（ I L ×L μH ）→I L ×L μH ＝E t /r →L μH ＝E t /（r* I L ）都是由电感的电压公式推导出来 r 选值一般0.4比较合适，具体见 P53 电流纹波率r ＝ΔI/ I L ＝2I AC /I DC 在临界导通模式下，I AC ＝I DC ，此时r ＝2 见P51 r ＝ΔI/ I L ＝V ON ×D/Lf I L ＝V O ＦＦ×（1－D ）/Lf I L →L ＝V ON ×D/rf I L 电感量公式：L ＝V O ＦＦ×（1－D ）/rf I L ＝V ON ×D/rf I L 设置r 应注意几个方面： A,I PK ＝（1＋r/2）×I L ≤开关管的最小电流，此时r 的值小于0.4，造成电感体积很大。 B,保证负载电流下降时，工作在连续导通方式P24-26， 最大负载电流时r ’＝ΔI/ I LMAX ,当r ＝2时进入临界导通模式，此时r ＝ΔI/ I x ＝2→ 负载电流I x ＝（r ’ /2）I LMAX 时，进入临界导通模式,例如：最大负载电流3A ，r ’＝0.4，则负载电流为（0.4/2）×3＝0.6A 时，进入临界导通模式 避免进入临界导通模式的方法有1，减小负载电流2，减小电感（会减小ΔI ，则减小r ）3，增加输入电压 P63 电感的能量处理能力1/2×L ×I 2 电感的能量处理能力用峰值电流计算1/2×L ×I 2PK ，避免磁饱和。 确定几个值:r 要考虑最小负载时的r 值 负载电流I L I PK 输入电压范围V IN 输出电压V O 最终确认L 的值 基本磁学原理：P71――以后花时间慢慢看《电磁场与电磁波》用于EMC 和变压器 H 场：也称磁场强度，场强，磁化力，叠加场等。单位A/m B 场：磁通密度或磁感应。单位是特斯拉（T ）或韦伯每平方米Wb/m 2 恒定电流I 的导线，每一线元dl 在点p 所产生的磁通密度为dB ＝k ×I ×dl ×a R /R 2 dB 为磁通密度，dl 为电流方向的导线线元，a R 为由dl 指向点p 的单位矢量，距离矢量为R ，R 为从电流元dl 到点p 的距离，k 为比例常数。 在SI 单位制中k ＝μ0/4π，μ0=4π×10-7 H/m 为真空的磁导率。
开关电源适配器测试报告模板
适配器12V/1A测试报告 方案基本参数一览 输入电压90~264Vac （恒压<±1%）输出规格12V/1A 输出纹波29mV@220Vac满载转换效率85.11% @220Vac，满载 待机功耗<110mW 拓扑结构反激式 VDD电压15.48V~26.48V（正常范围）CS波形正常 VDS峰值519V@264Vac<600V FB纹波237mV（正常范围） 其他说明：本测试报告针对XXX12V1A适配器成本优化方案（变压器资料如下图），福大海矽竭诚为客户提供完善到位的服务。 变压器版本：V2（20150831） 1、各绕组绕制参数见下表所示EE19立式骨架 绕序绕 组 线径*根数 脚位圈数套管（L） 绝缘胶带 9.0mm/Ts 绕线方式 进 脚 出 脚 Ts 进出 1 N1 ￠0.19mm*1（2UEW） 2 3 68 加套管 2 N2 ￠0.35mm*2(TEX-E) 三层绝缘线 10 8 21 加套 管 加套 管 3 N3 ￠0.19mm*1（2UEW） 3 1 68 5 N4 ￠0.19mm*1（2UEW） 5 4 28 制作说明： 1. 骨架EE19立式脚距4mm 排距10.3mm PC40磁芯Ae为23mm2 2. 电感量Lp(1→2)=2mH，漏感为Lp的5%以下 3. 初级对次级打3000V AC漏电流<2mA/60s 4. 初级对磁芯打15000V AC漏电流<2mA/60s 5. 次级对磁性打15000V AC漏电流<2mA/60s 6. DC500V绕组与磁芯之间1min大于100mΩ 7. DC500V绕组与绕组之间1min大于100mΩ 注：PIN3、PIN6、PIN7、PIN9需剪脚 版本更新说明： 1、初始版本V1（20150721） 2、版本V2（20150831）调整初次级匝数，次级由飞线改为插脚，去掉铜带屏蔽，去掉磁芯接地（进行成本优化）
最新开关电源学习笔记
开关电源学习笔记
开关电源学习笔记 阅读书记名称《集成开关电源的设计调试与维修》 开关电源术语： 效率：电源的输出功率与输入功率的百分比。其测量条件是满负载，输入交流电压标准值。 ESR：等效串联电阻。它表示电解电容呈现的电阻值的总和。一般情况下，ESR值越低的电容，性能越好 输出电压保持时间：在开关电源输出电压撤消后，依然保持其额定输出电压的时间。 启动浪涌保护：它属于保护电路。它对电源启动时产生的尖蜂电流起限制作作用。为了防止不必要的功率损耗，在设计这一电路时候，一定要保证滤波电容充满电之前，就起到限流的作用。 隔离电压：电源电路中的任何一部分与电源基板之间的最大电压。或者能够加在开关电源的输入与输出端之间的最大直流电压。 线性调整率：输出电压随负载在指定范围内的变化百分率。条件是线电压和环境温度不变。 噪音和波纹：附加在直流信号上的交流电压的高频尖锋信号的峰值。通常是mV度量。 隔离式开关电源：一般指开关电源。它从输入的交流电源直接进行整流滤波，不使用低频隔离变压器。 输出瞬态响应时间：从输出负载电路产生变化开始，经过整个电路的调节作用，到输出电压恢复额定值所需要的时间。
过载过流保护：防止因负载过重，是电流超过原设计的额定值而造成电源的损坏的电。远程检测：电压检测的一种方法。为了补偿电源输出的电压降，直接从负载上检测输出电压的方法。 软启动：在系统启动时，一种延长开关波形的工作周期的方法。工作周期是从零到它的正常工作点所用的时间。 快速短路保护电路：一种用于电源输出端的保护电路。当出现过压现象时，保护电路启动，将电源输出端电压快速短路。 占空比：开关电源中，开关元件导通的时间和变换工作周期之比。 元件选择和电路设计： 一：输入整流器的一些参数 最大正向整流电流：这个参数主要根据开关电源输出功率决定，所选择的整流二极管的稳态电流容量至少应是计算值的2倍。 峰值反向截止电压（PIV）：由于整流器工作在高压的环境，所以它们必须有较高的PIV值。一般600V以上。 要有能承受高的浪涌电流的能力：浪涌电源是用开关管导通时的峰值电流产生。 二：输入滤波电容 输入滤波电容对开关电源的影响 电源输出端的低频交流纹波电压 输出电压的保持时间 滤波电容的计算公式： C=（I*t）/ΔV
开关电源测试报告
电源测试报告 一、功率因数与效率测试 1、使用仪器设备：AC SOURCE(交流电源)、电子负载、万用表、功率表； 2、测试条件：输入电压220Vac,输入频率50Hz/60Hz,输出带最大负载1.7A、常温25℃； 3、测试方法： 1）、依规格设定测试条件；输入电压、输入频率、最大负载； 2）、从功率表中读取Pin and PF值，并读取输出电压计算Pout; 3）、功率因数=Pin/(Vin*Iin),效率=Pout/Pin*100﹪; 4、测试数据 二、能效测试 1、使用仪器设备：AC SOURCE(交流电源)、电子负载、万用表、功率表； 2、测试条件：输入电压220Vac,输入频率50Hz/60Hz,输出负载分别为1.7A，1.275A,0.85A,0.425A; 3、测试方法： 1）、在测试前将产品在标称负载条件下预热1分钟; 2)、按负载大小由大到小分别记录220V ac/50Hz/60Hz输入时的输入功率（Pin），输入电流(Iin),输出电压（Vo1,Vo2）,功率因数（PF）,然后计算各负载下的效率； 3）、在空载时记录输入功率与输入电流。 4、测试数据 三、纹波与噪声测试 1、使用仪器设备：AC SOURCE(交流电源)、电子负载、示波器； 2、测试条件：输入电压220Vac,输入频率50Hz/60Hz，负载分别为1.7A，1.275A,0.85A,0.425A，0A，常温25℃； 3、测试方法：按测试回路接好各测试仪器，设备，及待测品，测电源在各负载下的纹波与噪声； 4、测试数据及最大幅值的波形。 四、上升/下降时间测试 1、使用仪器设备：AC SOURCE(交流电源)、电子负载、示波器； 2、测试条件：输入电压220Vac,输入频率50Hz/60Hz，负载为1.7A；
开关电源学习笔记(含推导公式)
《开关电源》笔记 三种基础拓扑（buck boost buck-boost ）的电路基础： 1， 电感的电压公式dt dI L V =＝T I L ??，推出ΔI ＝V ×ΔT/L 2， sw 闭合时，电感通电电压V ON ，闭合时间t ON sw 关断时，电感电压V OFF ，关断时间 t OFF 3， 功率变换器稳定工作的条件：ΔI ON ＝ΔI OFF 即，电感在导通和关断时，其电流变化相等。 那么由1，2的公式可知，V ON ＝L ×ΔI ON /Δt ON ，V OFF ＝L ×ΔI OFF /Δt OFF ，则稳定条件为伏秒定律：V ON ×t ON ＝V OFF ×t OFF 4， 周期T ，频率f ，T ＝1/f ，占空比D ＝t ON /T ＝t ON /（t ON ＋t OFF ）→t ON ＝D/f ＝TD →t OFF ＝（1－D ）/f 电流纹波率r P51 52 r ＝ΔI/ I L ＝2I AC /I DC 对应最大负载电流值和最恶劣输入电压值 ΔI ＝E t /L μH E t ＝V ×ΔT （时间为微秒）为伏微秒数，L μH 为微亨电感，单位便于计算 r ＝E t /（ I L ×L μH ）→I L ×L μH ＝E t /r →L μH ＝E t /（r* I L ）都是由电感的电压公式推导出来 r 选值一般0.4比较合适，具体见 P53 电流纹波率r ＝ΔI/ I L ＝2I AC /I DC 在临界导通模式下，I AC ＝I DC ，此时r ＝2 见P51 r ＝ΔI/ I L ＝V ON ×D/Lf I L ＝V O ＦＦ×（1－D ）/Lf I L →L ＝V ON ×D/rf I L 电感量公式：L ＝V O ＦＦ×（1－D ）/rf I L ＝V ON ×D/rf I L 设置r 应注意几个方面： A,I PK ＝（1＋r/2）×I L ≤开关管的最小电流，此时r 的值小于0.4，造成电感体积很大。 B,保证负载电流下降时，工作在连续导通方式P24-26， 最大负载电流时r ’＝ΔI/ I LMAX ,当r ＝2时进入临界导通模式，此时r ＝ΔI/ I x ＝2→ 负载电流I x ＝（r ’ /2）I LMAX 时，进入临界导通模式,例如：最大负载电流3A ，r ’＝0.4，则负载电流为（0.4/2）×3＝0.6A 时，进入临界导通模式 避免进入临界导通模式的方法有1，减小负载电流2，减小电感（会减小ΔI ，则减小r ）3，增加输入电压 P63 电感的能量处理能力1/2×L ×I 2 电感的能量处理能力用峰值电流计算1/2×L ×I 2PK ，避免磁饱和。 确定几个值:r 要考虑最小负载时的r 值 负载电流I L I PK 输入电压范围V IN 输出电压V O 最终确认L 的值 基本磁学原理：P71――以后花时间慢慢看《电磁场与电磁波》用于EMC 和变压器 H 场：也称磁场强度，场强，磁化力，叠加场等。单位A/m B 场：磁通密度或磁感应。单位是特斯拉（T ）或韦伯每平方米Wb/m 2 恒定电流I 的导线，每一线元dl 在点p 所产生的磁通密度为dB ＝k ×I ×dl ×a R /R 2 dB 为磁通密度，dl 为电流方向的导线线元，a R 为由dl 指向点p 的单位矢量，距离矢量为R ，R 为从电流元dl 到点p 的距离，k 为比例常数。 在SI 单位制中k ＝μ0/4π，μ0=4π×10-7 H/m 为真空的磁导率。
开关电源测试规范
开关电源测试规范 (2007-12-22 17:15) 分类：电源技术类文章 开关电源测试规范 一、安全标准检查工作指导 5 1、高压测试 5 2、低输入电压产品使用1800VAC作高压测试 5 3、绝缘测试 5 4、漏电流测试 5 5、接地测试 5 6、输入电流测试 5 7、输入端的剩余电压 5 8、各输出端的最大VA 5 9、异常操作测试 6 9.2、特低输入电压测试 6 9.3、特高电压测试 6 9.4、过载测试 6 9.5、长时间的过压保护测试 6 9.6、适配器内可熔断电阻的安全测试 7 10、异常处理测试 7 10.1、严格的跌落测试(对于AC适配器) 7 10.2、严格的震动测试(对于AC适配器) 7 11、可见的潜在安全问题检查 7 11.1、输贴片电容的检查 7 11.2、AC输入线的检查 7 11.3、DC输出线的检查 7 11.4、热组件 8 12、可燃性检查 8 13、各种检查 8 13.1、组件检查 8 13.2、标贴检查 8 13.3、空间及爬电距离 8 二、环境条件测试 8 1、高温测试 8 2、低温操作测试 8 3、高湿操作测试 8 4、高低温储存循环测试 8 5、高湿储存测试 8 6、振动测试 9 6.1、非工作状态测试 9 6.2 工作状态振动测试 9 7、跌落测试 9 三、静态工作特性测试 9 1、输出电压与电流调整范围 (需在高、低、常温下进行测试) 9 2、效率测试 (高、低、常温三种条件下进行) 10
3、起机输入电压测试 (高、低、常温三种条件下进行) 10 4、输入电压临界电测试(高、低、常温三种条件下进行) 10 5、输出电压电流特性曲线测试 (高,低,常温三种条件下进行) 10 6、输出共模噪音电压测试 (在规格中有要求才做) 10 7、可听噪音测试 10 四、动态性能测试 10 1、浪涌电流测试 10 1.1、室温冷起机 10 1.2、室温热起机 11 2、开关机时输出电压过冲与欠冲测试 11 3、开机延时及输及电压间跟从测试 11 4、开机维持时间 12 5、阶跃负载响应测试 (此测试项须进行低温、常温、高温三种条件的测试) 12 6、POWER GOOD /FAIL TEST 12 五、开短路测试 12 1、测试范围 12 2、测试标准 13 3、测试方法(TEST METHOD) 13 3.1、开短路测试(Open short method) 14 3.2、在测试过程中和测试后要观察的项目(Utems to observe doing or after open short) 14 六、可靠性测试 15 1、电解电容寿命的检测 15 2、RUBYCON公司的电容寿命计算公式 16 3、温升测试 16 3.1、外壳温升 16 3.2、零件温升 16 3.3、火牛温升 17 3.4、电容温升测试 17 3.5、高温开关机测试 17 3.6、MTBF(平均无故障时间计算) 17 3.7、组件失效率的计算 17 七、组件使用率测试工作指导 18 1、测试范围 18 2、测试条件 18 3、用率要求 18 4、测试方法 18 4.1、电阻 19 4.2、电解电容使用率测试 19 4.3、电容 20 4.4、陶瓷电容 20 4.5、晶体三极管和场效应管 20 4.6、二极管 20 4.7、稳压二极管 20
PWM型开关电源电路设计
1 引言 当今社会，时代在进步，人们的生活水平不断提高，越来越离不开电力电子产品电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，当然任何电子设备都离不开可靠的电源，进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代，进入90年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源，更促进了开关电源技术的迅速发展。 1.1 什么是开关电源 电子电源是对公用电网或某种电能进行变换和控制，并向各种用电负载提供优质电能的供电设备。它可分为线性电源和开关电源两种。应用大功率半导体器件，在一个电路中运行于“开关状态”，按一定规律控制开关，对电能进行处理变换而构成的电源，被称为“开关电源”。在实际应用中同时具备三个条件的电源可称之为开关电源，这三个条件就是:开关(电路中的电力电子器件工作在开关状态而不是线性状态)、高频(电路中的电力电子器件工作在高频而不是接近工频的低频)和直流(电源输出是 直流而不是交流)。广义地说，凡用半导体功率器件作为开关，将一种电源形态转变成另一形态的主电路都叫做开关变换电路;转变时用自动控制闭环稳定输出并有保护环 节的则称开关电源。 1.2 开关电源基本工作原理 开关电源以半导体开关器件的启闭为基本原理，即通过控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源。开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）或者脉冲频率调制方式（PFM）控制IC和外部电路构成。 开关电源有PWM调制、FWM调制和混合调制，这里选用PWM调制。PWM型开关电源的换能电路是将输入的直流电压转换成脉冲电压，再将脉冲电压转换成直流电压输出。
反激设计最牛笔记
【最牛笔记】大牛开关电源设计全过程笔记！ 反激变换器设计笔记 1、概述 开关电源的设计是一份非常耗时费力的苦差事，需要不断地修正多个设计变量，直到性能达到设计目标为止。本文step-by-step 介绍反激变换器的设计步骤，并以一个6.5W 隔离双路输出的反激变换器设计为例，主控芯片采用NCP1015。 基本的反激变换器原理图如图1 所示，在需要对输入输出进行电气隔离的低功率（1W～60W）开关电源应用场合，反激变换器（Flyback Converter）是最常用的一种拓扑结构（Topology）。简单、可靠、低成本、易于实现是反激变换器突出的优点。 2、设计步骤
接下来，参考图2 所示的设计步骤，一步一步设计反激变换器 1.Step1：初始化系统参数 ------输入电压范围：Vinmin_AC 及Vinmax_AC ------电网频率：fline（国内为50Hz） ------输出功率：（等于各路输出功率之和） ------初步估计变换器效率：η（低压输出时，η取0.7～0.75，高压输出时，η取0.8～0.85）根据预估效率，估算输入功率： 对多路输出，定义KL（n）为第n 路输出功率与输出总功率的比值：
单路输出时，KL（n）=1. 2. Step2：确定输入电容Cbulk Cbulk 的取值与输入功率有关，通常，对于宽输入电压（85～265VAC），取2～3μF/W；对窄范围输入电压（176～265VAC），取1μF/W 即可，电容充电占空比Dch 一般取0.2 即可。
一般在整流后的最小电压Vinmin_DC 处设计反激变换器，可由Cbulk 计算Vinmin_DC： 3. Step3：确定最大占空比Dmax 反激变换器有两种运行模式：电感电流连续模式（CCM）和电感电流断续模式（DCM）。两种模式各有优缺点，相对而言，DCM 模式具有更好的开关特性，次级整流二极管零电流关断，因此不存在CCM 模式的二极管反向恢复的问题。此外，同功率等级下，由于DCM模式的变压器比CCM 模式存储的能量少，故DCM 模式的变压器尺寸更小。但是，相比较CCM 模式而言，DCM 模式使得初级电流的RMS 增大，这将会增大MOS 管的导通损耗，同时会增加次级输出电容的电流应力。因此，CCM 模式常被推荐使用在低压大电流输出的场合，DCM 模式常被推荐使用在高压小电流输出的场合。
开关电源测试报告
Pass / Fail: According to specification 4 hours storage at 0℃, and operating at 40℃ . : Not Specified Test Equipment: TOPNOTCH OTC-2B-N Open Chamber . : Not Tested CHROMA Series AC Source / DC Load
A. INPUT CHARACTERIZATION INPUT CURRENT/POWER/EFFICIENCY/POWER FACTOR Test conditions: The unit is set at maximum load and the input voltage is varied from the minimum to the maximum value. Efficiency is computed and Power Factor is either computed or measured after 10 minutes warm up at least. Test equipment: Chroma Model 8000 Power Supply Auto Test System Chroma Model # 6590 9KVA Low Impedance AC Source Chroma Model # 630X0 DC Load Chroma Model # 6630 Power Analyzer Pass/Fail criteria: The unit test shall meet the specification requirements. Test result: PASS @25C Vin(Vac)Freq(Hz)Iin(A)Pin(W)Vout(V)Pout(W)Pd(W)PF Eff(%) Vin(Vac)Freq(Hz)Iin(A)Pin(W)Vout(V)Pout(W)Pd(W)PF Eff(%)
开关电源实验指导
开关电源技术实验指导书 信息工程学院电气及自动化教研室 2009.04.18
实验一电流控制型脉宽调制开关稳压电源研究 一．实验目的 1．掌握电流控制型脉宽调制开关电源的工作原理，特点与构成。 2．熟悉电流控制型脉宽调制芯片UC3842的工作原理与使用方法。 3．掌握开关电源的调试方法与参数测试方法。 二．实验内容 1．利用芯片UC3842，连接实验线路，构成一个实用的开关稳压电源电路。 2．芯片UC3842的波形与性能测试 （1）开启与关闭阀值电压。 （2）锯齿波，包括周期、占空比、幅值等，并与理论值相比较。 （3）不同负载以及不同交流输入电压时的输出PWM波形，并与正确波形相对比。 （4）反馈电压端（即UC38422号脚）与电源端（即7号脚）波形。 （5）输出PWM脉冲封锁方法测试。 3．开关电源波形测试 （1）GTR集电极电流与集-射极电压波形。 （2）变压器原边绕组两端波形。 （3）输出电压V O波形。 4．开关电源性能测试 （1）电压调整率（抗电压波动能力）测试。 （2）负载调整率（抗负载波动能力）测试。 （3）缓冲电路性能测试。 三．实验系统组成及工作原理 电源装置是电力电子技术应用的一个重要领域。其中高频开关式直流稳压电源由于具有效率高，体积小和重量轻等突出优点，获得了广泛的应用。 开关电源的控制电路可分为电压控制型和电流控制型。前者是一个单闭环电压控制系统，后者是一个电压、电流双闭环控制系统，电流控制型较电压控制型有不可比拟的优点。 具体实验原理可参见附录。 具体线路见图5—4。 四．实验设备和仪器 1．MCL-08直流斩波及开关电源实验挂箱 2．双踪示波器 3．万用表 五．实验方法
电源可靠性测试报告
开关电源可靠性测试报告 测试电源型号： ------------------------------------------------------------- 测试电源版本： ------------------------------------------------------------- 报告编号： -------------------------------------------------------------------- 测试日期： ------------------------------------------------------------------ 测试结果: ------------------------------------------------------------------
目录 1.输入特性 (3) 1.1输入电压调整率 (3) 1.2效率、功率因数 (3) 1.3浪涌电流 (3) 2.输出特性 (4) 2.1启动延时 (4) 2.2负载调整率 (5) 2.3启动输出电流过冲幅度 (6) 2.4纹波、杂讯测试 (6) 3.保护特性 (7) 3.1短路保护 SCP 短路功耗 (7) 3.2开路电压 (8) 4.环境适应性 (8) 4.1电流漂移 (8) 4.2 ON/OFF测试 (8) 4.3元器件使用余度试验 (9) 4.4温度应力(温升) (10) 4.5高温启动 (11) 4.6高温工作测试 (11) 4.7低温贮存测试 (11) 4.8高压测试 (11) 5.电磁兼容&安规 (11) 5.1谐波测试 (11) 6.备注说明 (12)