开关电源的调试和电源完整性测试
开关电源32个检测项目检测方法与检测设备
开关电源32个检测项目检测方法与检测设备开关电源是现代电子产品中常见的电源类型，它具有功率转化效率高、体积小、重量轻、使用方便等优点。
为了确保开关电源的质量和性能，需要进行一系列的检测项目。
1.输入电压范围测试：通过改变电源输入电压进行测试，判断开关电源在不同电压范围内的输出情况。
检测方法为改变输入电压并观察输出电压变化，检测设备为数字电压表。
2.输出电压范围测试：通过改变开关电源的输出负载进行测试，判断开关电源的输出电压范围。
检测方法为改变输出负载并观察输出电压变化，检测设备为数字电压表。
3.输出电压精度测试：使用高精度数字电压表测量开关电源的输出电压，与设定值进行对比，判断输出电压的精度。
检测设备为高精度数字电压表。
4.输出电流范围测试：通过改变开关电源的输出负载进行测试，判断开关电源的输出电流范围。
检测方法为改变输出负载并观察输出电流变化，检测设备为数字电流表。
5.输出电流精度测试：使用高精度数字电流表测量开关电源的输出电流，与设定值进行对比，判断输出电流的精度。
检测设备为高精度数字电流表。
6.输出功率测试：通过测量输出电压和输出电流的乘积，计算出开关电源的输出功率。
检测设备为数字电压表和数字电流表。
7.效率测试：通过测量开关电源的输入功率和输出功率的比值，计算出开关电源的效率。
检测设备为数字功率计和负载。
8.开机过压测试：将开关电源的输入电压调整至设定值的两倍，观察开关电源的输出电压情况。
检测设备为数字电压表。
9.短路保护测试：在开关电源的输出端短接一个负载，观察开关电源是否能自动切换到短路保护状态。
检测设备为负载。
10.过流保护测试：在开关电源的输出端增加一个大负载，观察开关电源是否能自动切换到过流保护状态。
检测设备为负载。
11.过载保护测试：在开关电源的输出端增加一个超出额定负载的负载，观察开关电源是否能自动切换到过载保护状态。
检测设备为负载。
12.输出电压波动测试：在开关电源的输出端接入一个示波器，观察输出波形是否正常。
开关电源的测试标准与规范
开关电源的测试标准与规范对于电源部品认定测试，测试报告要求提供测试数据及结论。
来料检可根据要求减少测试项目，对于测试不合格品的应该表明不合格的测试项。
一．输入特性。
1．工作输入电压和电压变动范围。
2．输入电压的频率和频率变动范围。
3．额定输入电流。
是指在输入电压和输出电流在额定条件时的电流。
4．输入下陷和瞬间停电。
这是一种输入电压瞬间时下降或瞬断的状态，要用额定输出电压和电流加以限定。
测试的指标为电压和时间。
5．冲击电流。
6．漏电流。
7．效率。
因为该指标与发热有关，因此散热时要考虑效率。
8．测试中要标明输入采用单相2线式还是3相三线式。
二．二．输出特性。
1．额定输出电压。
2．额定输出电流。
3．稳压精度。
1）电压稳定度。
2）电流调整率。
3）纹波噪声。
包括最大纹波电压；最大纹波噪声电压。
4．瞬间电流变动导致的输出电压的变动值。
三．附属功能要求。
1．过流保护。
2．过压保护。
3．输入欠压保护。
4．过热保护。
5．绝缘电阻。
输入端与壳体；输入端子和输出端子；输出端子和壳体。
6．绝缘电压。
打高压：输入与输出、输入和地、输入AC两级之间，根据国家标准制定高压值。
四．结构规格。
1．形状条件：如外包装机壳的有无等。
2．确定外型尺寸和尺寸公差。
3．安装条件：安装位置、安装孔、等。
4．冷却条件：强制或自冷以及通风方向，风量和孔径尺寸。
5．接口位置和标志。
6．操作零部件（输出电压可调电阻、开关、指示灯）的位置和提示文字的位置。
7．重量。
五．使用环境条件。
1．温度。
2．湿度。
3．耐振动、冲击。
六．其它条件。
1．输入噪声。
2．浪涌。
3．静电噪声（有外壳的有要求）。
标签：无标签开关电源测试方法开关电源测试方法-12007-5-10 10:58:00开关电源的设计、制造及品质管理等测试需要精密的电子仪器设备来模拟电源供应器实际工作时之各项特性(亦即为各项规格)，并验证能否通过。
开关电源有许多不同的组成结构(单输出、多输出、及正负极性等)和输出电压、电流、功率之组合，因此需要具弹性多样化的测试仪器才能符合众多不同规格之需求。
开关电源测试规范
开关电源测试规范By ZGQ一、概述本文主要阐述了开关电源必须通过一系列的测试，使其符合所有功能规格、保护特性、安规（如UL、CSA、VDE、DEMKO、SEMKO，长城等之耐压、抗燃、漏电流、接地等安全规格）、电磁兼容（如FCC、CE等之传导与幅射干扰）、可靠性（如老化寿命测试）、及其他特定要求等。
测试开关电源是否通过设计指标，需要各种精密的电子设备去模拟电源在各种环境下实际工作中的性能。
下面是开关电源一些测试项目：1.功能(Functions)测试：·电压调整率测试(Line Regulation Test)·负载调整率测试(Load Regulation Test)·输出纹波及噪声测试(Output Ripple & Noise Test)·功率因数和效率测试(Power Faction & Efficiency Test)·能效测试（Energy Efficiency Test）·上升时间测试（Rise Time Test）·下降时间测试（Fall Time Test）·开机延迟时间测试（Turn On Delay Time Test）·关机保持时间测试（Hold Up Time Test）·输出过冲幅度测试(Output Overshoot Test)·输出暂态响应测试（Output Transient Response Test）2.保护动作(Protections)测试：·过电压保护(OVP, Over Voltage Protection)·短路保护(Short Circuit Protection)·过电流保护(OCP, Over Current Protection)3.安全(Safety)规格测试：·输入电流、漏电电流等·耐压绝缘: 电源输入对地，电源输出对地；电路板线路须有安全间距。
开关电源32个检测项目检测方法与检测设备
开关电源32个检测项目检测方法与检测设备开关电源是一种将交流电转化为直流电的电源设备，广泛应用于电子产品、通信设备、工业自动化等领域。
为了确保开关电源的性能和安全，常需要对其进行多个检测项目的测试。
下面将介绍开关电源常见的32个检测项目的方法和相应的检测设备。
1.输入电压范围：通过设置不同的输入电压，检测开关电源的工作状态是否正常。
通常可以使用数字多用表或专用输入电压模拟器进行测试。
2.输入电压波动：通过改变输入电压的大小和频率，检测开关电源在电压波动情况下的输出是否正常。
可以使用数字多用表或示波器进行测量。
3.输出电压范围：通过设置不同的输出负载和电流条件，检测开关电源输出电压的稳定性。
可以使用数字多用表或示波器进行测量。
4.输出电压稳定性：在不同负载和输入电压条件下，检测开关电源输出电压的稳定性。
通常使用数字多用表或示波器进行测量。
5.输出电压调整率：通过改变输入电压或负载情况下的输出电压变化，检测开关电源对输入电压和负载变化的响应速度。
可以使用数字多用表或示波器进行测量。
6.输出电流范围：通过改变输出电流负载，检测开关电源的输出电流是否满足要求。
可以使用电流表进行测量。
7.输出电流稳定性：在不同负载和输入电压条件下，检测开关电源输出电流的稳定性。
通常使用电流表进行测量。
8.输出电流调整率：通过改变输入电压或负载情况下的输出电流变化，检测开关电源对输入电压和负载变化的响应速度。
可以使用电流表进行测量。
9.输出功率范围：通过改变输出电压和电流负载，检测开关电源的输出功率是否满足要求。
可以使用功率计进行测量。
10.效率：通过输入功率和输出功率的比值，检测开关电源的转换效率。
可以使用功率计进行测量。
11.输入功率因数：通过测量开关电源的输入电流和输入电压的相位差，检测开关电源的输入功率因数。
可以使用功率因数仪进行测量。
12.输出纹波电压：通过示波器测量开关电源输出电压的纹波情况，以评估电源的滤波效果。
电源完整性分析与测试方法(安捷伦)
探头负载对被测电路的影响
PN7020A—50kΩ @ DC
50Ω cable to oscilloscope (50Ω @ DC) DCVrms= 3.31V
50Ω @ DC pulled this supply down ~60mV (changed the target this much)
DCVrms= 3.25V
不同带宽测量到的纹波噪声
N2870A 35 MHz, 1:1
N7020A 2 GHz, 1.1:1
根据需要进行灵活带宽限制
BW: 2.5 GHz Captures high-freq transients
BW: 20 MHz Attenuates high-freq transients
对电源噪声进行直方图统计和频谱分析
开关特性
功率/能量损耗 调制分析 dI/dt, dV/dt 分析 SOA安全工作区
DSOX3000/4000/6000开关电源测量选件
测量参数
输入端分析
电源质量: 有功功率, 无功功率, 视在功率, 相位 角, 功率因素, 波峰因子
3000X/4000X/6000X示波器
优点：低成本，低衰减
比。
缺点：一致性不好；隔
直电容参数及带宽不好 控制；纹波测量和电压 测量不能同时进行。
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N7020A高带宽、低噪声探头
N7020A高带宽低噪声探头： 高达2GHz带宽 低噪声，衰减比仅为1.1:1
高达+/- 24V的偏置范围 高输入阻抗：50 KΩ @ DC
为使DC-DC 变换器能对大规模集成电路的负载变化作出快速响应，降 低由于较大负载电流的变化造成的供电电压的瞬时波动，验证PDN网 络的阻抗是否被限制在极低范围内是非常必要的。
常规开关电源检验测试规范标准
常规开关电源测试规范一、概述本文主要阐述了开关电源必须通过一系列的测试，使其符合所有功能规格、保护特性、安规（如UL、CSA、VDE、DEMKO、SEMKO，长城等之耐压、抗燃、漏电流、接地等安全规格）、电磁兼容（如FCC、CE等之传导与幅射干扰）、可靠性（如老化寿命测试）、及其他特定要求等。
测试开关电源是否通过设计指标，需要各种精密的电子设备去模拟电源在各种环境下实际工作中的性能。
下面是开关电源一些测试项目：1.功能(Functions)测试：·电压调整率测试(Line Regulation Test)·负载调整率测试(Load Regulation Test)·输出纹波及噪声测试(Output Ripple & Noise Test)·功率因数和效率测试(Power Faction & Efficiency Test)·能效测试（Energy Efficiency Test）·上升时间测试（Rise Time Test）·下降时间测试（Fall Time Test）·开机延迟时间测试（Turn On Delay Time Test）·关机保持时间测试（Hold Up Time Test）·输出过冲幅度测试(Output Overshoot Test)·输出暂态响应测试（Output Transient Response Test）2.保护动作(Protections)测试：·过电压保护(OVP, Over Voltage Protection)·短路保护(Short Circuit Protection)·过电流保护(OCP, Over Current Protection)3.安全(Safety)规格测试：·输入电流、漏电电流等·耐压绝缘: 电源输入对地，电源输出对地；电路板线路须有安全间距。
电源开关、插座、电线检测报告
电源开关、插座、电线检测报告概述本文档旨在对电源开关、插座和电线进行检测，并提供详细的检测报告。
检测包括安全性和功能性方面的考虑，以确保电力设备的正常运行和使用的安全。
电源开关检测安全性检测1. 检查电源开关的外观，确保无损坏和脱落部分。
2. 使用万用表测试电源开关的电流和电压是否在正常范围内。
3. 检查电源开关的绝缘性能，确保符合安全标准。
4. 检测电源开关的开关性能，确保开关动作流畅可靠。
5. 检查电源开关的接线，确保连接牢固可靠。
功能性检测1. 测试电源开关的开关控制功能，确保能够正常打开和关闭电源。
2. 检查电源开关的指示灯功能，确保能够正确显示电源状态。
插座检测安全性检测1. 检查插座的外观，确保无损坏和脱落部分。
2. 使用万用表测试插座的电流和电压是否在正常范围内。
3. 检查插座的绝缘性能，确保符合安全标准。
4. 检测插座的接触性能，确保插入插头后能够牢固连接。
功能性检测1. 测试插座的电源输出功能，确保插头插入后能够正常供电。
2. 检查插座的接地功能，确保能够有效接地。
电线检测安全性检测1. 检查电线的外观，确保无损坏、裂纹和暴露导线。
2. 检测电线的绝缘性能，确保符合安全标准。
3. 检查电线的连接性能，确保连接牢固可靠。
功能性检测1. 用绝缘电阻测试仪对电线进行绝缘电阻测试，确保电线绝缘性良好。
2. 使用电阻测试仪对电线进行导通测试，确保电线能够正常导通电流。
总结根据对电源开关、插座和电线的检测，我们确认这些电力设备的安全性和功能性都符合标准要求。
建议定期进行检测和维护，以确保设备的长期稳定运行和使用的安全。
开关电源调试详细步骤
2.测量一次侧电流波形方法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 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） 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 耐压至少30V；MOS管导通压降足够低。
③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 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.检查仪器设置有异常，立即切断电源并进行检查，否则进入下一步；②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；①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 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开关电源调试详细步骤一、搭建调试电路方法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 置，是否需要接入最小负载以及负载连接是否正确。
3.通电初试稳定性方法：在直流高压的进线端串联一只0.5Ω/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：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。
3.测量一次侧钳位电路中尖峰电流波形①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； 2.一次侧峰值电流就小于开关电源I LIMIT 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； ③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。
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议程
1. 开关电源的验证 2. 电源完整性分析及仿真
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3. 电源EMI测试
4. 电源热损耗测试
电源完整性测试
电源完整性测试项目
• 电压偏移 • PARD (周期和随机性干扰) — 直流电压的纹 波,噪声,开关瞬变. • 静态和动态负载响应. • 可编程直流电压响应. • 高频瞬变和噪声. • 高低温产品验证.
N7020A有源纹波探头
N7020A高带宽低噪声探头： 高达2GHz带宽 低噪声,衰减比仅为1.1:1
高达+/- 24V的偏置范围 高输入阻抗：50 KΩ @ DC
新产品
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S系列示波器加N7020A探头的底噪声指标
Keysight N7020A: 0.87mV p-p
Tek P6248: 13.3mV p-p
N7020A 2 GHz, 1.1:1
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InfiniiVision 3000T/4000X 系列示波器
示波器体验被重新定义
体验速度
• 1,000,000 幅/秒波形捕获率 • Megazoom IV 智能存储技术 (独特快响 应深存储技术，智能分段存储)
体验触感
• InfiniiScan Zone 图形触发 • 8.5-12.1” 电容式触摸屏 • 简洁操作界面
3104T
3102T
3054T
3052T
3034T
3032T
3ห้องสมุดไป่ตู้22T
3024T
3014T
3012T
1 GHz
4 2 4
500 MHz
2 4
350 MHz
2 16 2.5 GSa/s, 5 GSa/s 半通道 4 Mpts，标配分段存储功能 标配InfiniiScan 图形触摸触发 2
200 MHz
探头负载对被测电路的影响
DC档阻抗
PN7020A—50kΩ @ DC
50Ω电缆连接示波器 (50Ω @ DC)
DCVrms= 3.31V
50Ω @ DC 将电压值下拉~60mV (改 变了DUT的电压)
DCVrms= 3.25V
Power Integrity
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25
不同带宽测量到的纹波噪声
N2870A 35 MHz, 1:1
电源模块型号 N6751/N6752A/ N6761/N6762A N6753A/N6763A/ N6755A/N6765A N6754A/N6764A/ N6756A/N6766A 最高电压 功率 50W 100 W 300 W 500W 300 W 500W *电压上编程时间 *电压下编程时间
50 V
Power Measurements & Analysis Page 10
输出端分析: 电源效率
测量例子:
•
• • •
用户选择效率测试的类型 (AC-DC, AC-AC, DCAC, DC-DC).
示波器测试输入端的有功功率. 示波器测是输出端的有功功率. 示波器计算出效率(Po/Pi).
Power Measurements & Page Analysis 11
20 V 60 V
1.5ms
1.5ms 2.0ms
1.3ms
1.8ms 2.2ms
Page Power & Energy 21
前所未有的高性能电源产品(APS)
APS 更快、更高功率的瞬态仿真
Page Power & Energy 22
N7900A APS的电压编程时间
• • • •
更高的输出电压范围 160V 更大的输出功率范围，单台2KW，并联至10KW 更快的编程速度，上升时间< 0.5ms，下降时间< 0.35ms 非常优异的电源输出及测量精度
等级 一级 二级 三级 四级 五级 在施加骚扰期间 能执行其预先设计的所有功能 有一项或多项指标超出规定的偏差 不执行其预先设计的一项或多项功能 不执行其预先设计的一项或多项功能 不执行其预先设计的一项或多项功能 自动恢复到正常工作范围内 能自动恢复到正常操作状态 需要通过简单的“操作或使用”复位动作，才能自动 恢复到正常操作状态 如果不修理或不替换装置或系统，则不能恢复其 正常操作。 在施加骚扰之后
锂电池作为电源，由于内阻的影响，输出电压随电流变化而波动。
-
电源同时给多给负载供电，当某个负载突然断开或接入时，出现瞬间跌落甚至抛负载现象。
-
汽车、飞机等电池与发动机供电切换过程中出现的电压跌落及震荡。
Page 30 Power & Energy
为什么及哪些产品需要进行瞬态仿真测试？
•在实验室模拟实际现场可能会发生的电压波动，对产品进行“抗干扰”性能评估，确保产品能够在实际环境中正常工作及性能。
16 mV
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不同探头的偏置范围
N7020A: 直流偏置范围:+/-24V
40 mV
N7020A 2 GHz 1:1 有源探头底噪: 3 mV p-p 最高 +/- 24 V 偏置电压 N2796A 2 GHz 10:1 有源探头底噪: 23 mV p-p 最高 +/- 5V 偏置电压
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使用U1880A时滞校准夹具自动调整电流探头及电压探头的时间 延时 报告生成
SOA安全工作区测量，SOA 模板编辑
Rds测量
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输入端测量:电流谐波
• • • • •
对电流波形做FFT分析. 按照IEC61000-3-2 (Class A, B, C, or D)标准比对FFT 波形的奇次/ 偶次谐波幅度. 测量最多40th谐波 提供每个谐波Pass/Fail 自动提示 显示方式可以在图表显示/条型显示方式切换
l
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更精确的纹波/噪声测试需求
• 现代芯片采用更低工作电压，要求更低的电源纹波和噪声 • 更高的开关切换频率需要更高的测量带宽 • 需要同时观察由于负载变化造成电压漂移、跌落
PARD
DC输出
希望看到的
不仅仅是这样
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电源纹波对于高速信号质量的影响
Reference： © Copyright 2013 Xilinx The Do’s and Don’ts of High Speed Serial Design in FPGAs High Speed Digital Design & Validation Seminars 2013
•
• • •
增强的缩放、局部放大、清晰的光标设置和光标运算（如mAh,mWh等
能量累集）等功耗统计分析； 内置标准波形——正弦波，三角波，方波，扫频，噪声，阶梯等 波形捕捉和回放，数据导入、导出，直接将复杂波形转换为任意波形发 生器输出等； 提供CCDF统计分析，用于电流分布情况分析；
•RTCA DO-160F,机载设备环境条件和试验程序
……各种按照产品供电特性自定义的电压瞬态要求，如下图为某IC设计工作自定义波形
Page 18 Power & Energy
N6705直流电源分析仪平台上的瞬态仿真
• N6705 家族提供四个系列的电源模块: 高性能/精密电源模块，最高电压60V，最大功率500W
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开关电源原理图
L
VO
N
E
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开关电源测试与测量方案
测量参数
输入端分析
电源质量: 有功功率, 无功功率, 视在功率, 相位角, 功率因素, 波 峰因子 电流谐波失真: 最多40次谐波测试 (支持IEC61000-3-2 和 A,B,C,D。包含总谐波失真THD), 浪涌电流
•对电子电器设备工作稳定性要求较高的行业及应用，如汽车，高铁，飞机，医疗，军用设备，通信网络，数据服务中心等 的关键电源及电子电器设备。
Page 9 Power & Energy
什么是瞬态电压仿真？
交流供电设备必须面对交流电网的瞬态变化干扰
纯净稳定的正弦波
市电停电
“切换瞬变”尖峰
“振铃式”瞬态干扰
高水平的测试确保高品质的电源
Zhou Qun Yi
这些设备有什么共同点?
这些设备都需要电源！
Power Measurements & Analysis
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供电网络
发电厂 智能电网 三相电
逆变器
市电网络
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供电网络
市电网络
开关电源 PCB板
PDN 电源分配网络
电源适配器
电池
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3000T/4000X示波器
开关器件分析
开关损耗(功率和能量) 导通损耗(功率和能量) 信号变化速率(dV/dt 和 di/dt) 调制分析: 占空比, 频率, 脉冲宽度(对比时间)
输出端分析
输出纹波 PSRR 瞬变响应 开启/关断时间 效率
电压探头(300MHz)
电流探头100MHz)
时滞校准
U1881A PC机用功 率分析软件包(含在 PWR选件中)
受共模噪声影响;小衰减比的探头带宽有限; 纹波测量和电压测量不能同时进行。
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传统电源纹波测量方法2：自制电缆
优点:低成本,低衰减比。
缺点:一致性不好;隔直电容参数及
带宽不好控制;纹波测量和电压测量 不能同时进行。
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议程
1. 开关电源的验证 2. 电源完整性分析及仿真
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3. 电源EMI测试
4. 电源热损耗测试
开关电源趋势
设计优化