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第一次设计和测试反激式电源

时间:12-09 来源:互联网 点击:

确保探针仅探测到MOSFET电流。
此时,将一个1000 V或更大倍数的x100探针连接到MOSFET两端来测量开关电压。将示波器配置为以适当的比例同时显示电压和电流波形,并设置一个宽时基,以便在一帧图像上显示尽可能多的开关周期。
将一个电子负载连接到电源的主输出,确定负载设置为零。将两个万用表连接到该输出,一个连接到输出端子来测量输出电压,另一个与电子负载串联来测量输出电流。尝试用精度最高的万用表来测量输出电流。

重新将AC输入导线连接到电路板,确定自耦变压器或交流电源供应器设置为零。然后,接通AC输入,慢慢将电压增大至电源的最小指定输入电压。慢慢将电源的负载增大至满功率的25%。输出电压应维持在指定稳压容差范围内。继续将负载提升至满载,进行检查以确保输出电压保持稳定并处于稳压限值范围内。

检查满载工作
您的设计是否采用多路输出?如果是,请关断AC输入,拆下早前安装的最小负载电阻。将每个电阻都分别替换为电子负载,直到您电源的所有输出都加有负载。如果没有电子负载可用,请参阅电力电子学教科书或其他资源寻找负载选项,然后确定如何替代它们。
连接两个万用表来监测每个输出的输出电压和电流。在我们采用四路输出的示例设计中,我们需要用到八个万用表,至少四个应具有高精度电流量程,以便进行快速测量。如果手上的万用表数量有限,可以用一个万用表来测量所有电压,方法是将它轮流连接到所有输出,分别测量电压,一次测量一个输出。
将所有负载设置为从每个输出吸收少量的电流,避免峰值充电的发生。将AC输入归零,然后接通,慢慢将输入增大至电源的最小工作电压。从主输出开始逐个慢慢增大每个输出的负载,以达到该输出的额定满载点。不断重复这一操作,直到所有输出都提供指定的满输出功率为止。如果所有输出都保持稳压,并且处于指定的容差限值范围内,则表明您的电源正在提供最大连续输出功率。如果情况不是如此,则必须停止测试,开始排查问题。Power Integrations可为您提供各种故障排除策略,请见www.powerint.com/pi-university。如果您的电源已经进入自动重启动模式,可使用这里介绍的程序来排查问题:www.powerint.com/en/pi-univerity/courses/fixing-flyback-supply-does-not-deliver-full-power。
此时,根据性能目标来测量电源的效率也很有用。有关执行此测试的帮助信息,请参见www.powerint.com/en/pi-university/courses/techniques-measuring-efficiency。如果电源效率的测量值低于预期值的5%以上,您需要先排查此问题,然后再继续下面的步骤。
测量峰值漏极电压
在初始化过程中的下一步是测量峰值漏极电压。减小示波器的时基,并在漏极电压的上升沿触发。将示波器设置为正常触发模式,然后缓慢增加触发电平,直至示波器在MOSFET电压出现最高峰值时偶尔触发。利用示波器的光标测量MOSFET在此峰值时的最大电压。然后,缓慢将AC输入电压增加到最大输入电压,增加50 V后暂停,以增加触发电平,然后测量最高峰值。
如果所测得的峰值漏极电压超过650 VDC,则应停止增加输入电压,以防止该电压超过MOSFET的最大额定电压。如果您在达到最大输入电压前被迫停止,则说明您的箝位电路可能设计有误,或者变压器漏感超过了预期值。请先解决这一问题,然后再继续下一操作。
要测量欠压(UV)锁定工作情况,需将各输出负载降至最低,然后切断AC输入。如果您的设计中包含UV检测电路,则请重新连接该电路。同时,应将一个万用表连接到输入大容量电容两端,设置为测量DC电压。将AC输入归零并接通,然后缓慢增加电压,直至DC总线电压达到UV阈值的下限。
通常情况下,电源的启动电压应介于根据控制器UV电阻的容差所设定的两个限值之间。而且,电源在电压达到您设计的最小AC输入电压之前应能启动。
电源启动后,将AC电压增加到最小输入电压,然后使电源上的负载达到满载。开始在主输出上缓慢增加负载,同时监测示波器上的峰值漏极电压。在开始使电源输出过载时,确保该峰值电压始终不会超过650 V峰值。如果超过峰值,请停止测试,排查箝位电路上的问题。
一旦达到最大过载功率,输出将会失调。这将触发器件并进入自动重启动,或者进行锁存关断。
在此过程中,记录电源在刚进入保护模式之前示波器上所显示的峰值漏极电压值。如果该值大于650 V,您需要调整箝位电路。请注意,设计出现过载会给所有元件带来应力,且会增加电源的热耗散。如果发现过热征兆,应立即停止测试,让电源慢慢冷却下来。最后,在最大AC输入电压下重复此测试。
进行下一个测试时,需要将电源负载减小至满载。如果电源已进入锁存关断模式,可能需要在电源返回正常操作模式之前切断并重新接通AC输入。切断交流电源供应器,然后等待DC总线上的电压已降至约10 V。如果设计中采用了较大的大容量电容,可能需要花费几分钟的时间。
接下来,需要检验启动时的漏极电压和电流波形。将输入电压增至最大值,确保电源处于满载状态。将示波器设置为在漏极电压波形的上升沿正常触发,并缓慢增加触发电平,直至找到可在正常工作模式下进行触发的最高电平。然后切断交流输入,重新装上电源。
在增加触发电平的过程中继续这一操作,直至在装上电源的过程中抓取到最高峰值电压。如果测得的最高峰值电压超过650 V,则需要重新设计箝位。
重复上述操作程序,测量在装上电源时看到的最高电流。检验电流波形的形状,看是否存在变压器饱和的迹象。下面有两个波形:一个显示的是正常电流脉冲(左侧),它在导通到关断的过程中呈线性斜升;另一个电流脉冲(右侧)表示存在变压器饱和的迹象。请注意,右侧的波形以指数的形式上升到更高端。这是变压器磁芯达到饱和且不能再贮存能量的临界点。此时,初级电流将快速增大,可能会损坏电源转换器件或其他初级侧元件。

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