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电源动态响应测试,什么样的波形算合格

时间:2019-05-15 来源: 关键字:电容   直流   

动态响应一般是指控制系统在典型输入信号的作用下,其输出量从初始状态到最终状态的响应。对某一环节(系统)加入单位阶跃输入x(t)时,其响应y(t)开始逐渐上升,直到稳定在某一定值上为止。响应y(t)在达到一定值之前的变化状态称为过渡状态(动态)。此称为动态响应。

本文引用地址: http://power.21ic.com//dc/technical/201905/91536.html

工程师在设计电源时,动态响应是必不可少的一项测试指标。由于涉及环路问题一直是很多工程师的心病,下面从几个方面来谈一谈动态响应希望对大家有所帮助:

为什么开关电源需要测试动态响应?

电源动态响应的一般测试方法和要求

测试条件测试数据及示意图

测试步骤

什么样的结果算合格?

动态响应与什么有关?该如何整改?

为什么开关电源需要测试动态响应?

开关电源都是给各种电子设备供电的,电子电路一般都需要一个即使在负载电流发生瞬变时,输出电压也能维持在特定容差范围内的电压源,以确保电路的正常工作。设计工程师必须在理解瞬态响应原理的基础上,利用正确的设计思路才能以较低的成本改善电源的瞬态响应性能。随着各种电子设备或微处理器工作速度和电流需求量的提高,当负载电流发生瞬态变化时,稳压器在指定范围内保持输出电压的能力成为一个广泛存在的困扰。典型CPU芯片的电源规范要求,即使负载电流在几百纳秒内发生10或20A的变化,供电电压仍然要保持稳定,要实现这个性能指标绝非易事。也是很多电源工程师遇到的比较棘手的问题。

电源动态响应的一般测试方法和要求

输入、输出电压为一定值,比如AC220输入的电源,在AC176V、AC220V、AC264V时测试,输出负载在额定值的25%-50%-25%和50%-75%-50%变化,恢复时间≤200us时,输出电压的超调量≤输出电压整定值的±5%;恢复时间》200us,输出电压的超调量≤输出电压整定值负载调整率(即要求不能够超过输出电压整定值的±0.5%),当然有些波形太差或者声音太大客户都是不接受的,另外还有些要求严格的在温度极限或是输入最低和最高频率都得测试。

注:恢复时间是指直流输出电压变化量上升至大于稳压精度处开始,会至小于等于并不超过稳压精度处止的这段时间。

测试条件测试数据及示意图

输入:规格中定义的最小及最大输入交/直流电压,最小及最大交流频率

输出:规格中定义的动态负载电流条件及规格所允许的最小电容负载

温度:最低工作温度,常温及最高工作温度

示波器采样方式:一般设为Sample或Hi-res模式

测试示意图如下

 

 

负载设置(如下图示)

依规格要求设定负载电流的起、止点,负载电流的上升、下降速率(Slew Rate)及负载电流的变化周期;一般负载电流的上升和下降速度设置为2.5A/uS,变化周期一般为20ms。

开机后按规格要求,调整负载电流的变化周期(通过改变t1,t2)。

电源测试系列之输出动态响应(Output Dynamic Response Test)

如下图中的各项数据:

电压值:Vo-max, Vovershoot, Vo-stable1, Vo-stable2, Vo-undershoot, Vo-min,

响应时间:tR1,tR2

参考值:t1, t2,Iomax,Io-min;或负载占空比,频率,Iomax,Io-min;

 

 

测量波形数据

如下图中的各项数据:

电压值:Vo-max, Vovershoot, Vo-stable1, Vo-stable2, Vo-undershoot, Vo-min,

响应时间:tR1,tR2

参考值:t1, t2,Iomax,Io-min;或负载占空比,频率,Iomax,Io-min;

 

 

测试步骤

1)设定最低环境工作温度,最小输入电压/频率;对需做动态响应测试的输出,依规格要求设定其负载电流的起、止点,负载电流的上升、下降速率(Slew Rate)及负载电流的变化周期;其他输出负载按照Regulation Table要求设定;

2)开机后按规格要求,调整负载电流的变化周期(t1,t2),观察输出波形的变化;

3)记录使Vo-max、Vovershoot、Vundershoot及Vo-stable1最大,Vo-min及Vo-stable2最小的测试条件, 测量输出电压的各对应值及输出响应时间,并保存波形;

4)在步骤3的动态电流的变化周期下,改变其他输出负载条件,使Vo-max、Vovershoot、Vundershoot及Vo-stable1最大,Vo-min及Vo-stable2最小,测量并记录相应数据;

5)以步骤3及4找到的最差负载条件为负载,以待测电源所提供的各种开机方式开机(如AC on, PS_ON on);

6)依次改变测试条件(动态负载起始点,输入电压/频率及环境温度),重复步骤2、3、4、5;

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