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电源模块研发设计的一些测试项目

电源模块研发设计的一些测试项目

2020-11-21

电源模块是一种高频开关式的能量变换电子电路,常作为电子设备的电源供应器。常见变换电源分类有AC-DCDC-DCDC-AC,可以将一个可变的交直流电压变换为固定的直流电压,例如交流380V转DC5V,AC220VDC12V优盈娱乐登录直流48V转直流24V等。

 

电源模块研发之功率器件测试:

1、开关损耗测试

开关电路中的大部分损耗都来自MOSFET等开关器件,因此对器件的开关损耗进行精准测试以及效率分析是十分必要的。使用示波器的开关损耗测试功能,可在MOSFET的开关瞬间,自动计算出导通过程损耗、关闭过程损耗和导通损耗,实现快捷高效的开关损耗测试,方便工程师对开关电路的性能进行分析。

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2SOA

开关器件在过压或过流的工作状态下会导致功耗大增,甚至器件损坏、爆炸。因此我们通常使用SOA安全工作区验证MOS管的工作特性。使用示波器标配的SOA功能,即可快速绘制开关器件的SOA安全工作区,此外还支持连续测试、触碰停止、导通电阻设定等专业测试功能。

 

3时序测试

随着电子元器件工作速度的提升,系统时序容限越来越小,时序测试逐渐成为产品研发过程中必不可少的一环。相较传统的多台示波器级联+高压差分探头的测试方法,现在可实现16通道100M采样率同步隔离测量,搭配无源探头最高可测1000V,为开关机时序、驱动时序、特高压IGBT升压模块时序等在不同工况下的多路同步时序测试带来全新测试。

 

4PWM占空比测试

开关电源模块的输出电压通常是由占空比控制的,因此需要测试驱动信号的占空比、对PWM占空比特性进行分析,评估控制特性,占空比损失,死区时间等。

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5开关管漏极峰值电压电流

使用示波器测试额定负载、额定输入电压,输出瞬间的MOS管漏极峰值电压电流,判断MOS管是否能承受电流且不损坏,且恢复正常后能正常工作。

 

6浪涌测试

通常在给负载通电的一瞬间会产生大电流,电流过大会对设备的正常工作造成影响。利用可编程交流电源可模拟输出启动相位在0°、90°和270°时的电压情况,同时使用示波器即可对输入冲击电流和开关管的冲击电流进行测试。

 

电源模块研发之功能特性测试:

1效率测试

转换效率是模块电源最重要的技术指标之一,功率分析仪最高可配备七通道功率板卡,搭配效率公式自定义功能,可同时对整机效率与局部效率同时测试。

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2谐波测试

过量谐波会对电网造成污染,因此必须对电源这类非线性负载进行谐波测试。测试设备要满足逆变器输出电压电流的直流分量、THD值、IEC谐波、间谐波、高次谐波的测试需求。

 

3三相平衡度

优盈娱乐登录 三相不平衡会引发线路损耗上升、用电设备工作异常等危害,是衡量电能质量的重要指标。测试中可利用可编程交流电源模拟额定工况与极限工况下的发电情况,并利用功率分析仪的向量功能绘制电压的向量关系,并计算出接线组的负序分量、负序不平衡度等参数。

 

4待机功耗测试

IEC62301、能源之星、SPECpower等国际标准都对电器设备的待机功耗进行了规定,因此对电源的待机功耗测试不可或缺。在输出空载状态下,使用可编程交流电源调整输入电压从最小允许值到最大允许值,利用功率计即可快速测算出待机功耗。

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5输出纹波

优盈娱乐登录 输出纹波主要指模块电源输出直流中的交流成分,一些设备对这些纹波非常敏感,所以必须对电源输出的纹波进行测量。示波器电源分析输出纹波功能可以自动测量并显示纹波峰峰值、频率等信息。

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6调整率测试

优盈娱乐登录 输入电压调整率指输入电压发生变化时稳压电源输出电压的相对变化,输出负载调整率指负载电流发生变化时输出电压的变化情况。使用示波器搭配高压差分探头与电流探头即可同步捕捉输入电压或输出电流变化时电源调整率的情况。

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7环路测试

优盈娱乐登录 示波器内嵌环路测试功能,可以自动绘制增益、相位随频率变化的伯德图,分析系统的增益余量与相位余量,进而分析电路的稳定性。环路测试在示波器上的实现,不仅避免了大幅降低了环路测试设备的购买成本,还具备波形暂存、一键导出报表等高效功能。

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8、电压维持时间

电压维持时间指在额定负载、额定输入电压情况下,开关电源模块关机瞬间,输出电压保持的时间。使用示波器即可轻松捕捉电源掉电瞬间,配合光标及缩放功能即可准确测量电压维持时间。

 

电源模块研发之可靠性测试:

1保护功能

为应对在实际使用中可能发生的异常情况,电源通常具备多种保护功能,如过电流保护、输出过电压保护、输入过/欠压保护、过温保护、错相、缺相保护等。可编程交流电源集成电压波动与谐波合成功能,可以轻松模拟正常或异常工况,搭配功率分析仪可以实现保护功能的有效验证。

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2寿命测试

电源设备往往需要在复杂工况下长时间的工作,这对器件的寿命和可靠性提出了很高的要求。测试设备要在极限情况下可持续记录长时间的波形数据,对开关器件的工作寿命进行测试。

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3元件温升测试

模块电源关键部位的温度异常会导致性能下降甚至损坏,因此温升测试是产品研发过程中必不可少的一项。例如在温升测试中,设备可以装配100M卡与温度卡,同步测试器件工作电压、电流以及关键部位的温升情况。

 

4抗冲击能力

优盈娱乐登录 电源在动态工作条件下会对电路可靠性提出更高要求,因此需要反复通断电以及变化负载来测试器件的抗冲击能力。使用示波器或示波记录仪可以对冲击电流信号进行高速测量,精准分析电路抗冲击能力。

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5、EMC测试

EMC测试主要有2个目的,一是使得电源的辐射强度在规定值之内,二是电源的抗干扰能力在规定值之内。如果EMC性能不达标,可能会影响别的设备,或者容易被别的设备干扰。可以使用仪器、输入电源、电子负载、EMC暗室优盈娱乐登录,按照该电源模块所遵循的规范,如国标、欧标等具体要求测试。