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电源模块白盒测试方法

时间:01-09 来源:互联网 点击:

A、驱动电路分析;

B、驱动电压;

C、驱动波形;

D、瞬态情况下驱动波形;

F、驱动芯片的电压,如起机过程中的芯片供电电压等。

测试方法:

(1)驱动电路分析

审核驱动电路方式,无论变压器隔离驱动和集成IC驱动,驱动电阻应满足推荐要求,如果采用加速电容或快速关断方式时应评估其作用,负压关断时应确认其影响,一般情况下GS应有稳压管,分析驱动电路,确认电路设计合理性。

(2)驱动电压

目前,公司的大部分的开关管都是使用MOSFET或IGBT,MOSFET和IGBT的驱动都是使用电压方式,高的驱动电压会击穿栅极,测试在空载、半载、满载、限流状态、空载满载跳变、空载到限流跳变、空载到深度限流跳变(所有的负载跳变条件为:跳变时间5ms,Tr和Tf为1A对应20us),空载到短路及输入电压为最低、额定、最高,从最高电压到最低电压跳变(跳变时间为50ms)条件下的驱动波形,要保证驱动电压低于规定电压,一般峰值应小于20V,同时注意驱动电压要满足饱和驱动。

(3)驱动波形

测试在空载、轻载、半载、满载、限流状态、空载满载跳变、空载到限流跳变、空载到深度限流跳变(所有的负载跳变条件为:跳变时间5ms,Tr和Tf为1A对应20us),空载到短路及输入电压为最低、额定、最高,从最高电压到最低电压跳变(跳变时间为50ms)条件下的驱动波形,波形的上升和下降沿应平滑,且满足效率和EMI要求(上升时间较快,管子的开通损坏小,但是电压尖锋较高,EMI会较大),开通中不应有下跌,关断后不会出现尖冲,死区时间满足设计要求。

对比PWM芯片输出波形和驱动波形,确认驱动波形和PWM输出波形一致。

(4)驱动回路

功率器件(MOSFET和IGBT)驱动电源要求低的阻抗特性,驱动回路面积尽可能小,驱动线尽量短,且驱动回路必须与功率回路分开。

(5)瞬态状态下的波形

在瞬态条件下,如开关机、输出突加负载、突减负载,由限流态到稳压态的转换,从稳压到限流态的转换,输出短路,短路开机,输出短路放开的情况下驱动正常。由保护到恢复的过程中,驱动正常,波形的上升和下降沿应平滑,开通中不应由下跌,关断后不会出现尖冲,死区时间满足设计要求,驱动波形不应出现振荡现象。

判定标准:

符合测试说明,合格;否则不合格。

(6)主控制芯片供电电压的测试

用示波器测试主要的控制芯片的供电电压,捕捉模块上电过程、关机的过程以及正常工作情况下芯片供电电压的波形,芯片供电电压必须满足芯片资料的要求,同时最好工作在芯片资料推荐的工作电压下,任何情况都不能出现超过芯片工作电压范围的电压芯片供电。

4 磁性器件的测试

测试说明:

电路中磁性元件主要在输入共模电感、PFC电感、变压器、滤波电感、输出共模电感、驱动变压器、谐振电感等处使用,起着EMI滤波及能量传递等作用,评价磁性元件应用是否恰当主要关注以下几个方面:

A、是否存在饱和现象

B、温升是否满足要求,磁性温升是因为铁损(涡流损耗、磁滞损耗)和铜损造成。

常用的磁性材料有:铁氧体、坡莫合金、非晶态合金等,根据其特性,分别应用在不同的场合。

正确的设计才能保证磁性元件应用的合理,由于随温度的变化磁心的特性有较大的变化,因此最恶劣的条件下的验证是必要的。

测试方法:

(1)输入和输出共模电感

一般不会存在饱和问题,其主要作用是实现EMI要求,同时有抑制输入的共模串扰的作用,其考虑主要是良好的绝缘,在要求频段内的电感量,分步电容小,温升满足要求。前三点由EMC测试保证,温升需要测试,测试常温下最大电流(铜耗最大)条件下的温升ΔT,以衡量设计的合理性。

(2)PFC电感

PFC电感在功率回路中起能量传递的作用,虽然一般PFC控制芯片具有限流作用,但是电感的饱和降引起严重温升和输入电流波形畸变,因此需测试最恶劣条件下的工作情况。

A、测试最低电压输入,最大功率输出时的PFC电感电流波形,电流波形不会出现非正常的上翘,即不会饱和(动态情况下,不作为磁性器件的要求,但其他器件的降额必须满足降额)。

B、降输入电压调整为在欠压点+5V(持续时间为200ms)、过压点-5V(持续时间为200ms)之间跳变,输出调整为最大线形负载时,测试PFC电感电流波形,电流波形不会出现非正常的上翘,即不会饱和。同时,需要在最低输入电压时分别测试输出满载、限流、空载满载跳变、空载到限流、空载到深度限流,电感电流的波形,判断是否能够满足要求。

C、在最低输入电压,最大输出功率情况下,测试常温下的温升ΔT,应满足温升要求。

D、在最低输入电压,最大输出功率情况下,测试最高工作温度下的温升ΔT,与常

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