开关电源环路测试方法及测试条件Loop Gain测试说明
开关电源环路测试标准
开关电源环路测试标准主要包括以下几个方面：
相位裕度：相位裕度是评估系统稳定性的重要指标。
在开关电源设计中，相位裕度有两个相互独立的作用，一是可以阻尼变换器在负载阶跃变化时的动态过程，二是当元器件参数发生变化时，仍然可以保证系统稳定。
工程中认为在室温和标准输入、正常负载条件下，环路的相位裕度要求大于45°。
在各种参数变化和误差情况下，这个相位裕度足以确保系统稳定。
如果负载变化或者输入电压范围变化非常大，考虑在所有负载和输入电压下环路和相位裕度应大于30°。
穿越频率：穿越频率是环路测试中非常重要的一个参数，它指的是相位为-30°时对应的频率。
穿越频率建议为开关频率的5%到20%，过高则不稳定，过低则响应速度过慢。
增益裕度：增益裕度是评估系统稳定性的另一个重要指标。
增益裕度的定义是系统开环增益的倒数与系统开环增益幅度的倒数之差。
增益裕度的要求通常为大于10dB。
环路增益：环路增益是评估系统对干扰信号的抑制能力的重要指标。
在环路测试中，通常会向反馈回路中注入一个个单一频率的正弦波序列信号，然后根据电源系统的输出情况来判断其对各个频率干扰的调整能力。
环路增益越高，说明电源系统对该频段的抗干扰能力越强。
综上所述，开关电源环路测试标准主要包括相位裕度、穿越频率、增益裕度和环路增益等几个方面。
这些标准的设定是为了确保开关电源系统的稳定性和抗干扰能力，从而提高电源的整体性能和可靠性。
开关电源环路稳定的试验方法
6.5 开关电源环路稳定的试验方法前面频率特性分析方法是以元器件小信号参数为基础，同时在线性范围内，似乎很准确。
但有时很难做到，例如电解电容ESR 不准确且随温度和频率变化；电感磁芯磁导率不是常数，还有由于分布参数或工艺限制，电路存在分布参数等等，使得分析结果不可能完全吻合，有时甚至相差甚远。
分析方法只是作为实际调试的参考和指导。
因此，在有条件的情况下，直接通过测量运算放大器以外的环路的频率响应，根据6.4节的理论分析，利用测得的频率特性选择Venable 误差放大器类型，对环路补偿，并通过试验检查补偿结果，应当说这是最直接和最可靠设计方法。
采用这个方法，你可以在一个星期之内将你的电源闭环调好。
前提条件是你应当有一台网络分析仪。
6.5.1 如何开环测试响应桥式、半桥、推挽、正激以及Buck 变换器都有一个LC 滤波电路，输出功率电路对系统性能影响最大。
为了讨论方便，以图6.31为例来说明测试方法，重画为图 6.48(a)。
电路参数为：输入电压115V ，输出电压为5V ，如前所述，滤波电感和电容分别为L =15μH ，C =2600μF ，PWM 控制器采用UC1524,它的锯齿波幅值为3V ，只用两路脉冲中的一路，最大占空比为0.5。
为了测量小信号频率特性，变换器必须工作在实际工作点：额定输出电压、占空比和给定的负载电流。
从前面分析知道，如果把开关电源看着放大器，放大器的输入就是参考电压。
从反馈放大器电路拓扑来说，开关电源的闭环是一个以参考电压为输入的电压串联负反馈电路。
输入电源的变化和/或负载变化是外界对反馈控制环路的扰动信号。
取样电路是一个电阻网络的分压器，分压比就是反馈系数，一般是固定的（R2/(R1+R2)）。
参考电压（相应于放大器的输入电压）稳定不变，即变化量为零，输出电压也不变(5V)。
如上所述，所有三种误差放大器都有一个原点极点。
在低频闭环时，由于原点极点增益随频率减少而增高（即在反馈回路电容）在很低频率，有一个最大增益，由误差放大器开环增益决定。
开关电源电性能测试标准和方法
开关电源电性能测试标准和方法开关电源是一种常用于电子设备中的电源供应器。
为了确保开关电源能够正常稳定地工作，并且符合安全要求，需要进行电性能测试。
下面将介绍开关电源电性能测试的标准和方法。
1.输出电压稳定性测试：输出电压稳定性是指开关电源在负载变化时的输出电压波动情况。
测试时需要将开关电源连接至标准负载，并进行负载变化测试。
测试时间通常为30分钟，记录每分钟的输出电压值。
测试结果应该符合下列标准要求：-输出电压小于等于额定值的2％；-输出电压波动小于等于额定值的1％。
2.输出电流稳定性测试：输出电流稳定性是指开关电源在负载变化时的输出电流波动情况。
测试方法与输出电压稳定性测试类似，将开关电源连接至标准负载，并进行负载变化测试。
测试时间通常为30分钟，记录每分钟的输出电流值。
测试结果应该符合下列标准要求：-输出电流小于等于额定值的2％；-输出电流波动小于等于额定值的1％。
3.输入电流波动测试：输入电流波动是指开关电源在输入电压变化时的电流波动情况。
测试时需要将开关电源连接至标准负载，并进行输入电压变化测试。
测试方法为在额定电压下，逐渐增加或减小输入电压，测试过程中记录每个输入电压下的输入电流值。
测试结果应该符合下列标准要求：-输入电流小于等于额定值的2％；-输入电流波动小于等于额定值的1％。
4.效率测试：效率是指输出功率与输入功率的比值。
测试时需要测量开关电源的输入功率和输出功率，计算出效率值。
测试条件包括额定负载、满载和轻载三种情况。
测试结果应该符合下列标准要求：-额定负载情况下，效率应大于等于额定值的80％；-满载情况下，效率应大于等于额定值的85％；-轻载情况下，效率应大于等于额定值的70％。
5.过电流保护测试：过电流保护是指在负载过大时，开关电源能够及时切断输出电流以保护负载和电源自身。
测试时需要将开关电源连接至过负载情况，记录开关电源的响应时间。
测试结果应该符合下列标准要求：-响应时间应小于等于额定值的10毫秒。
开关电源的测试项目以及方法
开关电源的测试项目以及方法开关电源是一种用于对电能进行转换和控制的电子设备。
它广泛应用于计算机、通信、家电等领域。
为了确保开关电源的正常工作和安全性能，需要进行一系列的测试。
下面将介绍开关电源的一些常见测试项目及测试方法。
一、静态参数测试1.输入电压范围测试：通过增加或减小输入电压，测试开关电源在各个输入电压范围内的工作状态和性能。
2.输出电压测量：使用数字电压表或示波器，测量开关电源在各个输出负载下的输出电压值，并比较与额定输出电压的误差。
3.输出电流测量：利用电流表或电流互感器，测量开关电源在各个负载下的输出电流，并比较与额定输出电流的误差。
二、工作状态测试1.转换速度测试：通过改变输入或负载条件，测试开关电源在不同工作状态下的转换速度。
2.过载保护测试：在满负载状态下，增加输出负载，观察开关电源是否能及时启动过载保护功能。
3.温度测试：在不同环境温度下，测量开关电源的温度变化，以评估其散热性能和温度稳定性。
三、效率测试1.输入功率测量：通过测量输入电压和输入电流，计算开关电源的输入功率，并比较与额定输入功率的误差。
2.输出功率测量：通过测量输出电压和输出电流，计算开关电源的输出功率，并比较与额定输出功率的误差。
3.效率计算：根据输入功率和输出功率的测量结果，计算开关电源的效率，并比较与额定效率的误差。
四、安全性能测试1.绝缘电阻测量：使用绝缘电阻测试仪，测量开关电源的输入与输出接地的绝缘电阻值，并比较与标准要求的误差。
2.泄漏电流测量：通过使用漏电流测试仪，测量开关电源在正常工作状态下的漏电流值，并比较与安全标准的限制。
3.短路保护测试：在空载状态下，将输出引线短接，观察开关电源是否能及时启动短路保护功能。
以上是开关电源常见的测试项目及测试方法，通过这些测试可以评估开关电源的性能和安全性能，并确保其正常工作和安全可靠。
在进行测试时，应根据具体的产品要求和标准，选择适当的测试设备和测试方法，以确保测试结果的准确性和可靠性。
开关电源环路测试方法及测试条件Loop Gain测试说明
AC Volts Out：交流輸出訊號電壓，一般設定值為”1”。(**Remark 2)
DC Volts Out：直流輸出訊號電壓，一般設定值為”0”。(**Remark 3)
Waveform：輸出訊號波形，一般設定為正弦波。
Input：輸入訊號電壓，測試的電阻處兩端的電壓，如原先設定值”AC<55V”即可。
Intergration：量測時的速度，”Medium”即可。
Intergration Cycles：改變上列量測速度時，循環的週期。
Delay Time：改變量測速度時，延遲的時間。
**Remark 2：
以測試的範例樣品”SLS0335A19A57LF”而言，AC Volts Out的設定值”1”為內建標準值，小於”1”，在低頻處會不穩；而大於”1”在高頻處的Phase Margin會比標準值”1”的Phase Margin降約”5~10”dB。
7.產生波德圖。如下
8.可在指令列View => Add Slide Bar，出現一條黃色線，藉由左右移動，來看出各點所在位置的頻率(Gain值為0時，此時為Cross Frequency)、相位值(Phase)、增益值(Gain)。(**Remark 4)
**Remark 4：
以一般穩定的系統而言，在Cross Frequency時，此時的Phase Margin應大於Gain Margin，最好是大於45dB以上，此系統才是穩定的系統。
4.設定主要的測試環境條件。Actions => Analyzer Control Menu
Start Frequency：開始的頻率，初始的觀察點。
开关电源测试详细解说
开关电源测试详细解说当验证电源供应器的品质时，下列为一般的功能性测试项目，详细说明如下：一、功能(Functions)测试：•输出电压调整(Hold-on Voltage Adjust)•电源调整率(Line Regulation)•负载调整率(Load Regulation)•综合调整率(Conmine Regulation)•输出涟波及杂讯(Output Ripple & Noise, RARD)•输入功率及效率(Input Power, Efficiency)•动态负载或暂态负载(Dynamic or Transient Response)•电源良好/失效(Power Good/Fail)时间•起动(Set-Up)及保持(Hold-Up)时间常规功能(Functions)测试A. 输出电压调整：当制造开关电源时，第一个测试步骤为将输出电压调整至规格范围内。
此步骤完成后才能确保后续的规格能够符合。
通常，当调整输出电压时，将输入交流电压设定为正常值(115Vac或230Vac)，并且将输出电流设定为正常值或满载电流，然后以数字电压表测量电源供应器的输出电压值并调整其电位器(VR)直到电压读值位于要求之范围内。
B. 电源调整率：电源调整率的定义为电源供应器于输入电压变化时提供其稳定输出电压的能力。
此项测试系用来验证电源供应器在最恶劣之电源电压环境下，如夏天之中午(因气温高，用电需求量最大)其电源电压最低；又如冬天之晚上(因气温低，用电需求量最小)其电源电压最高。
在前述之两个极端下验证电源供应器之输出电源之稳定度是否合乎需求之规格。
为精确测量电源调整率，需要下列之设备：•能提供可变电压能力的电源，至少能提供待测电源供应器的最低到最高之输入电压范围，（KIKUSUIPCR 系列电源能提供0--300VAC 5-1000Hz 的稳定交流电源，0---400V DC的直流电源）。
•一个均方根值交流电压表来测量输入电源电压，众多的数字功率计能精确计量V A WPF。
开关电源环路增益测试
用E5061B测试开关电源的环路增益本文就开关电源的基本原理，环路增益（业界也叫波特图）测试对仪表的要求，以及具体的测试示例做了简要的介绍。
首先让我们来看看开关电源的简单的工作原理。
上图是一个开关电源工作的基本框图。
交流输入电压在经过噪声滤波器，整流器/平滑电路和一个低通滤波器后转变为直流输出。
如何让输出电压保持恒定？需要引入一个反馈环路。
其中的一个关键部件是误差放大器，输出电压经过反馈网络后输入到运算放大器的反相端，与正相端的参考电压相比较。
如果输出电压过高，这个运算放大器的反相输入端电压将高于同相输入端电压，从而使运算放大器的输出为负，降低电源输出电压。
如果输出电压过低则有相反情况发生。
运算放大器两个输入端之间的差值被误差放大器放大后，用来改变脉冲宽度调制器的脉冲宽度。
开关转换器根据脉冲宽度调制器产生的脉冲宽度来改变开关电源的输出电压。
上图图说明具体的开关行为。
脉冲宽度调制器产生脉冲，其占空比随误差放大器的输出改变。
图的右边表示脉冲宽度调制器的输出，左边表示通过低通滤波器后的输出电压。
我们可以看到输出电压的幅度随脉冲占空比大小而改变。
开关电源就是通过这样的一个反馈环路实现稳定的电压输出。
目前业界对开关电源的测试更多的是测试它的带载能力以及输出的纹波。
也就是说更多的倾向于开关电源外特性的测试。
但是我们从上面可以看出，开关电源的环路更需要准确的评估。
环路是否稳定需要有量化的指标，比如大家所熟知的增益裕量和相位裕量就是衡量开关电源环路稳定的指标。
环路增益测量对仪器的要求环路增益的测试需要用到矢量网络分析仪，下表给出了其对仪表的要求：对仪器的要求a.频率范围从10Hz至50Hz或更多b.窄带宽c.小的频率增量d.对数扫频e.增益和相位格式f.光标功能：至少4个光标(每个余量2个光标)或具有光标差值显示功能g.小功率电平h.具有高阻抗测试能力 E5061B（网络分析仪）a.频率范围：5Hz至3GHzb.中频带宽：1Hz至300kHzc.测试点数: 2到1601点数频率分辨率：1mHzd.扫频类型：对数扫频e. 格式：对数幅度和相位f. 光标：9个光标具有光标差值功能g. 输出功率电平：-45dBm至20dBmh. 1MΩ/50Ω内部可以切换过去大家一般会用到4395A （10Hz-500MHz）去测试开关电源，由于4395A内部没有50欧/1兆欧的转换，需要外置41802A才能实现测试。
开关电源测试项目以及方法
开关电源测试项目以及方法开关电源作为现代电子技术必备的一种电源，具有效率高、体积小、可升降压、可输出负压等诸多优点。
但是实际使用过程中，很多设计人员忽略了开关电源的测试项目，或者对测试项目不了解，导致很多电源产品设计出来以后不符规范、或者功能、性能、寿命不达标，需重新设计。
今天，小编就以测试工程师的角度，汇总一下开关电源所需要的测试项目以及测试规范。
开关电源作为现代电子技术必备的一种电源，具有效率高、体积小、可升降压、可输出负压等诸多优点。
但是实际使用过程中，很多设计人员忽略了开关电源的测试项目，或者对测试项目不了解，导致很多电源产品设计出来以后不符规范、或者功能、性能、寿命不达标，需重新设计。
今天，小编就以测试工程师的角度，汇总一下开关电源所需要的测试项目以及测试规范。
一、测试项目汇总以下是作者统计的20项测试内容，部分公司的规范可能比下表更多:二、测试项目以及方法1. 功率因数和效率测试1) 目的功率因数和效率都是指电源的利用率，但区别还是很大的：(1) 计算方式：功率因数是指输入的视在功率与输入有功功率之比，效率是指输入有功功率和输出有功功率之比；(2) 承担者：功率因数损耗一般是由电力部门承担，效率一般是由用户承担。
这两种指标是衡量开关电源质量的主要参数。
2) 使用仪器输入电源、电子负载、功率表、数字式电压表。
3) 测试方法(1) 依规格设定测试条件: 输入电压, 频率和输出负载；(2) 从功率计读取输入功率Pin值和功率因数 PF 值, 并读取输出电压, 计算输出功率Pout；(3) 效率=Pout / Pin*100%。
图1 功率因数和效率测试示意图2. 能效测试1) 目的能效就是电子设备在各个工况条件下的效率之和的平均值，其意义更加接近用户实际使用的真实能耗。
其定义为：空载、25%、50%、75%、100%负载时的效率，然后总和除4。
2) 使用仪器输入电源、电子负载、功率表、数字式电压表。
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2.進入主畫面，直接出現空白的波德圖。
3.先設定GPIB Address(內有已設定的值為”8”)。
View => Setting => GPIB Address，將值設定為”8”
4.設定主要的測試環境條件。Actions => Analyzer Control Menu
**Remark 3：
以測試的範例樣品”SLS0335A19A57LF”而言，DC Volts Out的設定值”0”為內建標準值，若改變的值小於”1”，在高頻處的Phase Margin會比標準值”0”的Phase Margin降約”2~3”dB(低頻處很接近)；若值遠大於”1”時，不但在高頻處的Phase Margin會比標準值”0”的Phase Margin降更多(值越大差越多)，而且在低頻處也會不穩。
3.請勿用PWM IC來測試Gain/Phase圖。
測試的範例樣品”SLS0335A19A57LF”所量測出的波德圖如下，提供參考。
(所測試的值皆為標準值，如外接電阻為”10”ohm，Vac為”1”V，Vdc為”0”V，範圍為”10~100k”Hz)
Start Frequency：開始的頻率，初始的觀察點。
Stop Frequency：結束的頻率，結束的觀察點。
Log Sweep：由開始頻率到結束頻率分幾個step，數字越大則測試的點越多(原先設定為10，若特殊需要之外，無需改變)。
Linear Sweep：性質同Log Sweep，不過是以頻率(Hz)來執行。
5.設定完之後，先執行右上方的”Take Data at Start Freq”的自我執行測試。
測試的標準值為Frequency：”10Hz”，CH1和CH2：”707mVrms”附近，確認之後再點一次停止自我測試。
6.最後選點”Run Sweep”(紅圈處)來執行測試的迴路增益(Loop Gain)。
Intergration：量測時的速度，”Medium”即可。
Intergration Cycles：改變上列量測速度時，循環的週期。
Delay Time：改變量測速度時，延遲的時間。
**Remark 2：
以測試的範例樣品”SLS0335A19A57LF”而言，AC Volts Out的設定值”1”為內建標準值，小於”1”，在低頻處會不穩；而大於”1”在高頻處的Phase Margin會比標準值”1”的Phase Margin降約”5~10”dB。
9.可另外在View => Add Graph Description的指令下，增加說明的標籤。
注意事項：
1.在量測迴路增益的值前，要先確定接點與待測物是否連接正確，是否有鬆脫、掉落、接反或其他有可能會干擾正確量測值的雜訊。
2.一切確定之後，再接輸入電源和輸出負載，相關的輸入輸出值需先設定好，再進行量測。
**Remark 1：
經過幾種不同電阻值的交叉比對測試，大約10~30ohm之間的電阻所測出來的Gain Margin和Phase Margin相差不遠，但電阻值過高或過低，在低頻和高頻處，會有不穩定的現象產生，故以10ohm為基準值。
第二部份：軟體(Venable)程式執行驗證(以廠內”SLS0335A19A57LF”做測試範例)
7.產生波德圖。Biblioteka 下8.可在指令列View => Add Slide Bar，出現一條黃色線，藉由左右移動，來看出各點所在位置的頻率(Gain值為0時，此時為Cross Frequency)、相位值(Phase)、增益值(Gain)。(**Remark 4)
**Remark 4：
以一般穩定的系統而言，在Cross Frequency時，此時的Phase Margin應大於Gain Margin，最好是大於45dB以上，此系統才是穩定的系統。
迴路增益(Loop Gain)測試儀器(VENABLE instruments)測試說明
第一部份：電腦和儀器的接線方式
儀器正面：
儀器背面：
以及電源線要接電。
BODE BOX：(一般是100~10kHz)
在待測物件上，測試power supply頻率響應測試點時，需使用電阻”10”ohm來串聯，再於10ohm電阻的兩端各接V1和V2。(**Remark 1)
AC Volts Out：交流輸出訊號電壓，一般設定值為”1”。(**Remark 2)
DC Volts Out：直流輸出訊號電壓，一般設定值為”0”。(**Remark 3)
Waveform：輸出訊號波形，一般設定為正弦波。
Input：輸入訊號電壓，測試的電阻處兩端的電壓，如原先設定值”AC<55V”即可。