产品展示联系我们网站地图欢迎访问 东莞市维高仪器科技有限公司

维高

专业研发 气密性测试设备
可编程直流电子负载

专注专业 诚实守信
服务至上 追求卓越

维高服务热线:

136-8669-7988
138-0982-0026
技术支持

热门关键词:

您的位置: 首页 > 企业资讯 > 技术支持

开关电源检测

作者:kefu 发布日期: 2019-03-21 08:59:47
信息摘要:
瞬态响应测试瞬态响应测试是一项动态的性能测试,为被测电源在2种预定负载条件下,周期性切换,输出保持稳定的能力。
对于负载电流的跃变,CV电源将有振铃电压输出,它使电源回馈环失

瞬态响应测试

瞬态响应测试是一项动态的性能测试,为被测电源在2种预定负载条件下,周期性切换,输出保持稳定的能力。
对于负载电流的跃变,CV电源将有振铃电压输出,它使电源回馈环失调,形成电压过冲及跌落,进而影响设备运行的可靠性,甚至损坏对电压敏感的器件,瞬态响应测试不仅从应用层面评估此项性能,也能从生产层面揭示造成不稳定的关键性缺陷,比如输出电容的ESR,ESL 及容量、反馈环响应时间及相位裕量、系统瞬态最大输出电流等核心信息。

1.2.1.瞬态响应的过程分析

  

 电压过冲与跌落的原理基本一致,为讨论方便,我们只讨论如右图所示的,电流上升引发振铃电压的过程。
  1. 当电流按电流上升率Rate爬升后,由于输出线路感抗及电容ESL的影响,输出电压将与电流爬升波形同步跌落至VESL,形成电压波形的第一个波谷。
  2. 当电流稳定之后,由于输出线路的直流阻抗及电容ESR,电压将恢复到一个低值VESR,形成第一个台阶。
RESR≈ (Va- VESR) /(Ib-Ia
VESL ≈ V–(LESL*Rate + (Ib-Ia)* RESR
LESL ≈ (VESR -VESL) /Rate
  1. 在此期间,电源反馈环处于失调状态,负载拉载电流对输出电容(容值COUT)进行持续放电,此放电时间(TD)即为电源反馈环响应时间,直到电源反馈环开始建立,于是,就形成了电压波形的第二个谷值VC
COUT ≈ TD*I/ (Va - VC)
V≈ Va - Ib * TD / COUT
  1. 当电压从第二个谷值开始爬升时,便是电源以系统最大电流(ISYS)对输出电容进行充电的时刻,此充电过程一直持续到第一个峰值Vd,而充电持续时间为TC,结合前一个充电过程,可知:
(VESR - VC) *TD/I≈ (Vd - VC) *TC/( ISYS -Ib)
ISYS ≈ I* [(Vd - VC) / (VESR - VC) * TC/T+ 1]
  1. 此后,电压波形将呈现阻尼振荡状态,而振荡周期数n越小,便说明电源环路的相位裕量越大,品质越优越。

1.2.2.       瞬态响应测试的基本要求

a)       满量程电流爬升时间
由公式VESL ≈ V–(LESL*Rate + (Ib-Ia)* RESR)可知,电流变化量越显著,电流上升率越高,则电压过冲或跌落的幅度就越明显,测量也就越精确;另外,输出电容充放电过程与感抗对电流变化的响应过程,交织在一起,为将交叉影响减至最低,就要求电流跃变时间越短越好,至少要比被测电源反馈环响应时间快5倍以上。所以瞬态响应测试,对电子负载的速度要求极高,电子负载的速度指标一般用最快满量程电流上升时间来表达,JT631系列电子负载的这一指标为10uS。有人也用电流上升率上限也描述负载的速度,因“电流上升率上限 = 额定电流 / 最快满量程电流上升时间”,所以这一指标在不同额定电流机型之间,不具备可比性。
b)      可编程电流变化率
也正因为电流变化量对瞬态测试的影响极大,为具备测量的客观性,就必须在同样的电流上升率下测试,因此电流变化率的可编程能力就必不可少。
c)      负载D/A调整频率
感抗器件对电流变化过程响应,要求电流平稳连续变化,而负载的电流变化都是通过D/A的数字化处理实现的,因此D/A调整频率直接决定电流波形的平滑程度,影响测量的精度,JT631系列电子负载的D/A调整频率为500KHz。
d)      负载的瞬态数据量测
JT631系列电子负载,创新的支持瞬态数据的初步分析,提供峰值(Vp+)及谷值(Vp-)的测量与实时显示,当设置的电流上升率很高,或ESL非常大时,ESL的影响量超过输出电容充放电的影响量,则Vp+为ESL形成的第一个波峰电平,Vp-为ESL形成的第一个波谷电平(VESL);反之,若设置的电流上升率很低,输出电容很小时,输出电容充放电影响超过ESL的影响,则Vp+为输出电容充电形成的第二个波峰,Vp-为输出电容放电形成的第二个波谷(VC);
如果是前一种情况,则Vp+、Vp-量测值直接反应输出电容的ESL及ESR是否存在不良;如果是后一种情况,则Vp+、Vp-量测值直接反应输出电容的容值是否存在不良,也或者电源的反馈环响应时间是否存在不良。
用户也可以测试先用最高电流变化率去检测ESL及ESR的品质,再较低的电流变化率去检测电容容量及电源反馈环时间的品质。
  1. 其他注意事项
使负载电流变化尽量接近电源额定电流,可以显著提高测量精度,同时要注意瞬态测试的扫描频率不宜太高,以防止电容充放电过程不能达到稳态,而影响测试的准确性。JT631系列电子负载提供创新的变频动态扫描功能(Sweep),帮助用户捕捉最恶劣状况下的扫描频率,并同步捕捉此扫描频率点的电压峰值及谷值。
瞬态响应测试过程中,连接线不仅存在阻抗,而且存在较大的感抗,因此其影响量非常显著,为补偿连接线的影响,建议用户使能电子负载的远端补偿功能。

PARD测试

PARD是在其它参数恒定的条件下,在规定带宽内直流输出电压对其平均值的周期性和随机性偏离,PARD用有效值或峰峰值度量,通常规定带宽为20Hz~20MHz。至于采用有效值还是峰峰值,则要看使用场合,峰峰值度量能提供幅度,短持续时间尖峰的信息,而有效值则有利于确定预期的信噪比。
JT631系列电子负载提供创新的实时Vpp,Ipp显示,这是峰峰值度量的PARD,其带宽也受限于采样频率(500KHz),因此,这与一般意义上的PARD有一定出入,如果被测电源需要检测更高频率的PARD,就必须借助更高带宽的示波器。如果需要检测PARD有效值,就必须借助高带宽的真有效值电压表。

负载效应测试

负载效应是一项静态的性能测试,为被测电源,在预定负载变化条件下,输出保持稳定的能力。
JT631系列电子负载提供创新的负载效应测试功能,用户需要预设带载条件,包括额定最小电流(Imin)、正常带载电流(Inormal),额定最大电流(Imax)、以及稳定需要的延时时间(Delay),启动测试后,负载将实时显示负载调整率(Regulation)、电压变化(△V)、以电源内阻(Rs)三种参数。其中:
       Vmax                   =     Vdc @ Imin
       Vnormal             =     Vdc @ Inormal
       Vmin                    =     Vdc @ Imax
       △V                      =     Vmax - Vmin
       Regulation               =    (Vmax - Vmin) / Vnormal
       Rs                        =     (Vmax – Vmin) / (Imax - Imin)
负载效应测试过程中,连接线的影响量非常显著,为补偿连接线的影响,建议用户使能电子负载的远端补偿功能。

OCP测试

为保护电源及其供电的设备,电源一般都具有过流保护功能(OCP)。让电子负载从被测电源的额定电流开始带载,逐步增加电流值,直到预设的电流极限值,当电源输出电压跌落,超过去负载调整规范时,此刻的输出电流,便是被测电源的极限电流。
JT631系列电子负载,提供创新的OCP测试功能,用户需要预设起始带载电流(Istart)、截止带载电流(Iend)、总步数(Steps)、单步驻留时间(Dwell)及触发电平(Vtrig)共5个参数,启动测试后,负载将实时显示输出极限电流(OCP)、输出极限功率(Pmax)及最大功率输出时的电压(V)及电流(I)值。
如果被测设备为太阳能电池,则此功能即可实现最大功率点捕捉。
有时候,还需要测试在OCP状况下的恢复条件,部分电源必须重新上电才能恢复,部分电源在拉载电流减低到一个非常低的值一定时间后,才可以恢复,部分电源在拉载电流减少到额定电流值一定时间后,即可恢复。在特定条件下,前两种恢复条件都是不被允许的,因此有必要通过负载电流的调节测试此OCP状态下得恢复过程。

OVP测试

OVP测试,用于检测电源OVP模块的保护电平及响应时间。
JT631系列电子负载提供创新的OVP测试功能,用户应设置触发电平为比OVP保护后稳态电平略高的值,再模拟电源电压升高的过程,负载就可以捕捉并显示被测电源OVP模块的保护触发电平及响应时间。用户可以调节被测电源的可调电位器,也可以断开被测电源的电压反馈环环路,也或者其他一些方法,来强迫被测电源电压升高超过OVP电平保护值。

启动测试

      启动测试是在预定带载条件下,检测电源能否正常启动,以及是否有破坏性的电压电流过冲过程。
负载提供CC/CV/CP/CR共4种基本工作模式来实现预定带载,同时提供创新的实时峰值电压(Vp+)显示,检测电源电压输出是否存在过冲,同时,用户也应该用示波器及电流探头,检验电源的输入电流波形,观察浪涌电流是否可能构成破坏性的影响。
如果被测电源为CV源,此时用户在启动测试中,可以使用CC、CP、CR三种模式的任何一种,但此三种模式的原理不尽相同,对启动测试的影响也有显著的差异。CR模式下,负载会跟随电源输出电压的上升,而逐步提升拉载电流,因此对被测电源的影响也最小;CC模式下,因为在电源关闭期间,电子负载电流反馈环处于失调状态,因此会在电源开始启动的瞬间施以最大电流带载,这个过程持续的时间决定于负载的反馈环速度,因此,满量程电流上升时间快的电子负载,因失调而进行的最大电流拉载时间就越短,对电源的负面影响也就越小,不过对同一负载而言,CC模式带载相对于CR模式带载,对启动测试的要求会稍微严酷一些;CP模式下,负载不仅会在电源启动的瞬间进行最大电流拉载,而且,会根据电源输出电压上升的过程,缓慢的将拉载电流减低为稳态值,因此,CP模式带载,对启动测试的要求最为严酷。建议用户根据自身电源的特点,谨慎选择启动测试时的预设带载方式。
另外,JT631系列电子负载也提供Von/Voff功能,来模拟实际带载状况,一旦使能Von/Voff功能,负载将在电源电压上升到Von设定值后,才开始启动带载,此功能在特定情况下,可以更逼近实际负载,同时在CC、CP模式下,反馈环在电源启动的瞬间不再失调,而消除了最大拉载电流拉载的瞬态过程。
请注意,在电源的启动测试中,冷机启动与热机启动可能存在非常大的差异,因此,应该尝试不同关机时间后的启动测试,至少要保证一次,在被测电源上电容的残余电荷完全释放情况下的启动测试。

电源建立时间与保持时间测试

电源建立时间与保持时间测试,在特定应用条件下,是有严格要求的。
JT631系列电子负载,提供创新的时间量测功能,可以实现电源建立时间与保持时间的测试。负载可以对电压/电流信号的上升沿/下降沿进行电平触发,也可以对后面板的输入TRI信号进行硬件触发,并计算出两个触发信号之间的时间差。当起始为TRI外部信号触发,结束为电压上升沿电平触发时,如果此TRI信号可以同步控制电源输入AC信号的开通,此时间量测,便为电源建立时间;当起始为TRI外部信号触发,结束为电压下降沿电平触发时,如果此TRI信号可以同步控制电源输入AC信号的断开,此时间量测,便为电源保持时间。
如果用户被测电源的AC输入可以进行硬件触发控制,则可以用一开关,同时控制AC源及负载的触发输入信号;而如果被测电源的AC输入不能进行硬件触发控制,则应用一多掷开关,在通断AC输入的同时,同步控制负载的触发输入。
部分电源对电源编程响应时间有较高的要求,此时需要测试电源编程响应时间。
JT631系列电子负载,提供创新的时间量测功能,可以实现编程响应时间的测试。负载可以对电压/电流信号的上升沿/下降沿进行电平触发,并计算出两个触发信号之间的时间差。当起始与结束信号为电压上升沿的电平触发时,便是测量电源上升时间;当起始与结束信号为电压下降沿的电平触发时,便是测量电源跌落时间。

多路输出电源交叉影响测试

当电源有多路输出时,需要进行交叉影响量测试。此测试的基本方法与单机测试相同,所增加的要求便在于实现不同负载的同步带载。
JT631系列电子负载,提供创新的多达16路负载的同步主从式并机功能。当用户启动同步主从式带载,对从机分配不重复的地址,并禁止并机自动功率分配功能后,便可以进行此项测试。

自动测试

JT631系列电子负载,支持标准SCPI协议,可以实现远程智能控制,同步配合其他程控测量设备,可以组成完整的自动测试功能。负载,提供隔离的标准RS232端口,如果要连接其他总线,需要相应的转接设备。
JT631系列电子负载,支持更多的检测项,更多的智能扩展模式,也支持4096点,500Khz,16位精度的数字化波形输出功能,可以以更少的设备,更快的速度,完成更全面的自动测试功能。

单机自动测试应用

JT631系列电子负载,提供业内最强的单机自动测试功能,用户可以编辑8个文件,每个文件支持最多50个步骤的检测,每一步骤支持所有新增测量项,以及所有新增智能扩展模式,可以完成更全面,更便捷的单机自动测试。
用户也可以使用负载的触发输入功能,在后面板TRIG信号与GND之间接入脚踩开关。负载还提供远端截止(RI)、设备错误指示(DFI)信号,用来与其他程控设备进行同步等信息交流。
 
【相关推荐】

咨询热线

138-0982-0026