从设计到维修，全方位学习开关电源

以及其他谐波校正技术

　　（6）采用合理设计的电源线滤波器

　　（ （7）合理的接地处理

　　（8）有效的屏蔽措施

　　（9）合理的PCB设计

　　4.高频变压器漏感的控制

　　高频变压器的漏感是功率开关管关断尖峰电压产生的重要原因之一，因此，控制漏感成为解决高频变压器带来的EMI首要面对的问题。

　　减小高频变压器漏感两个切入点：电气设计、工艺设计！

　　（1）选择合适磁芯，降低漏感。漏感与原边匝数平方成正比，减小匝数会显著降低漏感。

　　（2）减小绕组间的绝缘层。现在有一种称之为“黄金薄膜”的绝缘层，厚度20～100um，脉冲击穿电压可达几千伏。

　　（3）增加绕组间耦合度，减小漏感。

　　5.高频变压器的屏蔽

　　为防止高频变压器的漏磁对周围电路产生干扰，可采用屏 蔽带来屏蔽高频变压器的漏磁场。屏蔽带一般由铜箔制作，绕在变压器外部一周，并进行接地，屏蔽带相对于漏磁场来说是一个短路环，从而抑制漏磁场更大范围的 泄漏。

　　高频变压器，磁心之间和绕组之间会发生相对位移，从而导致高频变压器在工作中产生噪声（啸叫、振动）。为防止该噪声，需要对变 压器采取加固措施：

　　（1）用环氧树脂将磁心（例如EE、EI磁心）的三个接触面进行粘接，抑制相对位移的产生；

　　（2）用“玻璃珠”（Glass beads）胶合剂粘结磁心，效果更好。

　　开关电源纹波的测量

　　基本要求：使用示波器AC耦合 ，20MHz带宽限制 ，拔掉探头的地线

　　1，AC耦合是去掉叠加的直流电压，得到准确的波形。

　　2，打开20MHz带宽限制是防止高频噪声的干扰，防止测出错误的结果。因为高频成分幅值较大，测量的时候应除去。

　　3，拔掉示波器探头的接地夹，使用接地环测量，是为了减少干扰。很多部门没有接地环，如果误差允许也直接用探头的接地夹测量。但在判断是否合格时要考虑这个因素。

　　还有一点是要使用50Ω终端。横河示波器的资料上介绍说，50Ω模块是除去DC成分，精确测量AC成分。但是很少有示波器配这种专门的探头，大多数情况是使用标配100KΩ到10MΩ的探头测量，影响暂时不清楚。

　　上面是测量开关纹波时基本的注意事项。如果示波器探头不是直接接触输出点，应该用双绞线，或者50Ω同轴电缆方式测量。

　　在测量高频噪声时，使用示波器的全通带，一般为几百兆到GHz级别。其他与上述相同。可能不同的公司有不同的测试方法。归根到底第一要清楚自己的测试结果。第二要得到客户认可。

　　同时，开关电源工作时，输入端的电压Vin不变，但是电流是随开关变化的。这时输入电源不会很好地提供电流，通常在靠近电流输入端（以BucK型为例，是SWITcH附近），并联电容来提供电流。

　　上面这种做法对减小纹波的作用是有限的。因为体积限制，电感不会做的很大；输出电容增加到一定程度，对减小纹波就没有明显的效果了；增加开关频率，又会增加开关损失。所以在要求比较严格时，这种方法并不是很好。关于开关电源的原理等，可以参考各类开关电源设计手册。

　　采样点选在LC滤波器之后（Pb），这样输出电压就是我们所希望得到的电压。但是这样在电源系统内部引入了一个电感和一个电容，有可能会导致系统不稳定。关于系统稳定，很多资料有介绍，这里不详细写了。

　　以上是关于开关电源纹波，总结的一些内容，如果能加些波形就更好了。虽然可能不太全，但对一般的应用已经足够了。关于噪声抑制，实际中并不一定全部应用，重要的是根据自己的设计要求，比如产品体积，成本，开发周期等，选择合适的方法。
　开关电源测试方法

开关电源测试系统

　　一． 耐电压

　　（HI.POT，ELECTRIC STRENGTH ，DIELECTRIC VOLTAGE WITHSTAND）KV
　　1.1 定义：于指定的端子间，例如：I/P-O/P，I/P-FG，O/P-FG间，可耐交流之有效值，漏电流一般可容许10毫安，时间1分钟。
　　1.2 测试条件：Ta：25摄氏度；RH：室内湿度。
　　1.3 说明：
　　1．3．1 耐压测试主要为防止电气破坏，经由输入串入之高压，影响使用者安全。
　　1．3．2 测试时电压必须由0V开始调升，并于1分钟内调至最高点。
　　1．3．2 放电时必须注意测试器之Timer设定，于OFF前将电压调回 0V。
　　1．3．3 安规认证测试时，变压器需另行加测，室内 ，温度25摄氏度，RH：95摄氏度，48HR，后测试变压器初/次级与初级/CORE。
　　1．3．5生产线测试时间为1秒钟。

　　二．纹波噪声（涟波杂讯电压）

　　（Ripple Noise）%，mv
　　2．1定义：
　　直流输出电压上重叠之交流电压成份最大值（P-P）或有效值。
　　2．2测试条件：
　　I/P： Nominal
　　O/P ： Full Load
　　Ta ： 25℃
　　2．3说明：
　　2．3．1示波器之GND线愈短愈好，测试线得远离PUS。
　　2．3．2使用1：1之Probe。
　　2．3．3 Scope之BW一般设定于20MHz，但是对于目前的网络产品测试纹波噪声最好将BW设为最大。
　　2．3．4 Noise与使用仪器，环境差异极大，因此测试必须表明测试地点。
　　2．3．5测试纹波噪声以不超过原规格值 +1%Vo。

　　三．漏电流（洩漏电流）

　　（Leakage Current）mA
　　3．1定义：
　　输入一机壳间流通之电流（机壳必须为接大地时）。
　　3．2测试条件：
　　I/P：Vin max.×1.06（TUV）/60Hz
　　Vin max.（UL1012）/60Hz
　　O/P： No Load/Full Load
　　Ta： 25 ℃
　　3．3说明：
　　3．3．1 L，N均需测。
　　3．3．2UL1012 R值为1K5。
　　TUV R值为2K/0。15uF。
　　3．3．3漏电流规格TUV：3。5mA，UL1012:5mA。

　　四．温度测试

　　（Temperature Test）
　　4.1定义：
　　温度测试指PSU于正常工作下，其零件或Case温度不得超出其材质规
　　格或规格定值。
　　4．2测试条件：
　　I/P： Nominal
　　O/P： Full Load
　　Ta ： 25℃
　　4．3测试方法：
　　4．3．1将Thermo Coupler（TYPE K）稳固的固定于量测的物体上
　　（速干、Tape或焊接方式）。
　　4．3．2 Thermo Coupler于末端绞三圈后焊成一球状测试。
　　4．3．3我们一般用点温计测量。
　　4．4测试零件：
　　热源及易受热源影响部分
　　例如：输入端子、Fuse、输入电容、输入电感、滤波电容、桥整、热
　　敏、突波吸收器、输出电容、输出电容、输出电感、变压器、铁芯、
　　绕线、散热片、大功率半导体、Case、热源零件下之P.C.B.……。
　　4．5零件温度限制：
　　4．5．1零件上有标示温度者，以标示之温度为基准。
　　4．5．2其他未标示温度之零件，温度不超过P.C.B.之耐温。
　　4．5．3电感显示个别申请安规者，温升限制65℃Max（UL1012），75℃ Max（TUV）。

　　五．输入电压调节率

　　（Line Regulation）， %
　　5．1定义：
　　输入电压在额定范围内变化时，输出电压之变化率。
　　Vmax-Vnor
　　Line Regulation（+）=------------------
　　Vnor
　　Vnor-Vmin
　　Line Regulation（-）=------------------
　　Vnor
　　Vmax-Vmin
　　Line Regulation=----------------
　　Vnor
　　Vnor：输入电压为常态值，输出为满载时之输出电压。
　　Vmax：输入电压变化时之最高输出电压。
　　Vmin：输入电压变化时之最低输出电压。
　　5．2测试条件：
　　I/P：Min./Nominal/Max
　　O/P:Full Load
　　Ta:25℃
　　5．3说明：
　　Line Regulation 亦可直接Vmax-Vnor与Vmin-Vnor之±最大
　　值以mV表示，再配合Tolerance%表示。

　　六．负载调节率
　　（Load Regulation）%

　　6．1定义：
　　输出电流于额定范围内变化（静态）时，输出电压之变化率。
　　|Vminl-Vcent|
　　Line Regulation（+）=------------------×100%
　　Vcent
　　|Vcent-VfL|
　　Line Regulation（-）=------------------×100%
　　Vcent
　　|VminL-VfL|
　　Line Regulation（%）=----------------×100%
　　Vcent
　　VmilL：最小负载时之输出电压
　　VfL：满载时之输出电压
　　Vcent：半载时之输出电压
　　6．2测试条件：
　　I/P：Nominal
　　O/P:Min./Half/Full Load
　　Ta:25℃
　　6．3Load Regulation亦可直接Vmin.L-Vcent与Vcent-Vmax.之±最大
　　值以mV表示，再配合Tolerance%表示。

　　第三部分 测试报告要求的项目：

　　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． 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）。