第一次设计和测试反激式电源
图5. 测量输出二极管的PIV
资料来源:Power Integrations
电路建立后,施加最大AC输入电压,并将电源负载增至满载。示波器上应显示以下结果:二极管导通时其上的电压接近零值,二极管关断时电压迅速恢复为负值。该负电压即为逆向电压。在任何测量点测量二极管出现的最高负电压,然后将该测量值与二极管的PIV额定值进行比较。如果测量值大于或等于二极管额定值,那么该二极管将会在达到其预期寿命之前失效。为确保系统可靠性,我们建议在PIV测量值与二极管额定值之间维持20%的裕量。如果您的二极管不符合这些要求,您可能需要换用PIV额定值更大的二极管,或者对二极管缓冲电路进行优化。如果您采用多路输出设计,请务必重复该测试,以检验所有其他输出二极管。
元件过热
虽然电源在满载条件下运行,且已在室温下运行至少20分钟,仍需测量所有关键元件的温度。这些元件应包括二极管、电解电容、共模扼流圈、变压器磁芯、绕组以及MOSFET/控制器器件。在最小和最大AC输入电压下进行温度测量。为接近最差条件,应升高所记录的温度,方法加上实测室温与指定的最高环境温度之间的差值。将这些估计温度与元件数据手册中的最大工作温度进行比较。在进行比较时,确保将任何降额要求纳入考量。
外推室温下的热测量
您可以降低元件额定温度,以满足特定安全要求或延长元件使用寿命。下面的列表提供了常用元件的部分保守温度降额值。如果在该测试过程中发现任何元件冒烟或变色,请立即关断AC输入并解决这一问题。
最高环境温度下的保守温度限值
输出电压纹波
不要忘记还要测量输出电压纹波,并确认它处于指定限值范围内。
最终测试
最后,需要用实际负载来测试您的设计。关断AC输入,将电子负载从电源输出移除,然后连接实际负载。将一个万用表连接到电源的输出端,监测输出电压。将交流电源供应器设定为电源的最大AC电压,并打开电源。检验电源能否在为实际负载供电的情况下启动并达到稳压。然后,将AC电压设定为最小限值,再次进行系统测试。如果电源无法达到稳压,请参照www.powerint.com/en/pi-university/courses/fixing-flyback-supply-where-output-fails-reach-regulation中的程序进行问题排查。
请务必循环测试不同的工作模式,确保电源永远不会进入自动重启动模式。如果进入的话,说明您的负载所吸收的功率大于电源的额定输出功率。您需要重新认真分析负载特性,然后重新设计电源。
结论
第一次启动新的反激式电源时总是充满着风险。您面临着损坏元件、发现功能不足或发现意外设计缺陷的可能性。上文所介绍的测试方法为您提供了非常有用的指导,可帮助您将这些风险降至最低,安全地启动电源并评估其各项功能。认真逐步执行这些测试程序,您不仅能解决新设计所常见的问题,还可以发现任何隐藏的设计缺陷,从而避免在后续测试中或产品实际发布后引致更为高昂的维修成本。
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