如何合理的測(cè)試DCDC電源第七部分,如何測(cè)量穩(wěn)定性
電源回路穩(wěn)定性是一個(gè)非常重要的標(biāo)準(zhǔn),可以很容易地測(cè)量?;舅枷胧窃谘h(huán)中注入一個(gè)小的誤差信號(hào),以查看循環(huán)的行為。雖然存在其他測(cè)量穩(wěn)定性的方法(并且有據(jù)可查),但傳統(tǒng)方法是在感興趣的頻率范圍內(nèi)掃描誤差信號(hào),同時(shí)測(cè)量輸出的相位和增益響應(yīng)。然后使用測(cè)量的數(shù)據(jù)繪制波特圖,該圖清楚地描繪了系統(tǒng)的穩(wěn)定性裕度。各種測(cè)試設(shè)備制造商都提供低頻網(wǎng)絡(luò)分析儀(最高約 20 MHz)來(lái)執(zhí)行這一精確功能。
所有的網(wǎng)絡(luò)分析儀(或頻率響應(yīng)分析儀)都是不同的,但具有共同的功能。請(qǐng)參考制造商的建議,以了解您正在使用的特定設(shè)備的確切操作。
如您所見(jiàn),低阻抗源信號(hào)通過(guò)分流器注入,高阻抗輸入探頭連接在分流器上。
源信號(hào)通常與電源隔離,因此不會(huì)干擾被測(cè)電路或?qū)⒛芰孔⑷敕治鰞x,從而可能導(dǎo)致設(shè)備損壞。雖然一些網(wǎng)絡(luò)分析儀包含隔離輸出信號(hào)的電路,但其他網(wǎng)絡(luò)分析儀需要外部隔離。
網(wǎng)絡(luò)分析儀必須干擾反饋回路,但不能達(dá)到干擾引起問(wèn)題的程度。由于這個(gè)原因,注入信號(hào)的幅度將根據(jù)系統(tǒng)特性而變化。通常,注入的信號(hào)越高,該測(cè)量的信噪比越高(圖更清晰),但在某些時(shí)候注入的信號(hào)會(huì)導(dǎo)致環(huán)路問(wèn)題,從而導(dǎo)致不穩(wěn)定和較差的結(jié)果。因此,實(shí)際幅度將在臺(tái)架測(cè)量期間進(jìn)行調(diào)整。請(qǐng)記住,這是差分測(cè)量,因此注入的實(shí)際電平并不重要,只有差分信號(hào)本身(輸出/輸入)。
對(duì)于更高頻率的測(cè)量,源探頭電容以及輸入探頭電容可能會(huì)產(chǎn)生不穩(wěn)定的影響??梢酝ㄟ^(guò)添加串聯(lián)電阻來(lái)減小探頭電容。您可以根據(jù)需要將源電阻值增加到盡可能大,然后增加信號(hào)幅度以獲得無(wú)噪聲圖。
如前所述,應(yīng)在所有工作條件下測(cè)量電源的穩(wěn)定性。電源可能在某些條件下穩(wěn)定,而在其他條件下則不穩(wěn)定。這就是為什么最好產(chǎn)生所有極端操作,包括最大和最小輸出阻抗和輸入電壓。請(qǐng)記住,某些系統(tǒng)的輸出電容和/或電感可能會(huì)有很大的變化,這會(huì)嚴(yán)重影響電源電路的穩(wěn)定性。
請(qǐng)注意,電子負(fù)載可能會(huì)添加無(wú)功負(fù)載分量,這可能會(huì)對(duì)您的穩(wěn)定性測(cè)量產(chǎn)生輕微影響。如果在這些測(cè)試中使用繞線(xiàn)電阻器,這也適用。請(qǐng)務(wù)必在實(shí)際系統(tǒng)負(fù)載到位的情況下測(cè)量穩(wěn)定性,并可能與增加的負(fù)載并行以模擬最壞的情況。
應(yīng)針對(duì)所有極端操作以及典型系統(tǒng)配置重復(fù)以下程序:
1. 在將直流電源連接到電源電路之前,請(qǐng)?jiān)O(shè)置正確的輸入電壓并驗(yàn)證極性是否正確。
2. 將直流電源連接到輸入。
3. 將電子負(fù)載連接到輸出和/或連接實(shí)際的系統(tǒng)負(fù)載。
4. 按照網(wǎng)絡(luò)分析儀用戶(hù)手冊(cè)中的說(shuō)明校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)分析儀。確保包括隔離變壓器(如果使用)。
5. 通過(guò)將帶隔離的源直接連接到接收器輸入來(lái)驗(yàn)證校準(zhǔn)。將接地連接在一起,運(yùn)行掃描并驗(yàn)證增益和相位的水平線(xiàn)。
6. 連接網(wǎng)絡(luò)分析儀源和輸入探頭。將兩個(gè)接收器輸入探頭接地連接到靠近分流電阻器的被測(cè)系統(tǒng)接地。用短引線(xiàn)將隔離變壓器連接到分流器?,F(xiàn)在將源側(cè)連接到分析儀的源,并將返回連接到分析儀接地(或探頭,如果使用)。
7. 將分析儀的頻率范圍設(shè)置為從約 100 Hz 掃描到開(kāi)關(guān)模式電源的開(kāi)關(guān)頻率,或使用線(xiàn)性電源在 1 MHz 左右掃描。對(duì)于開(kāi)關(guān)模式電源,低于 10 Hz 或高于開(kāi)關(guān)頻率的頻率不會(huì)提供有關(guān)控制回路的任何重要信息。
8. 將刻度設(shè)置為對(duì)數(shù)增益,增益約為 +/-60 dB,相位顯示為 +/-180 度。將中刻度 Y 軸設(shè)置為 0 dB 增益和零度相位(如果不是默認(rèn)設(shè)置)。
9. 將分析儀設(shè)置為連續(xù)掃描。調(diào)整源增益以在感興趣區(qū)域內(nèi)顯示干凈的不失真圖。注意:幅度過(guò)高可能會(huì)導(dǎo)致控制回路不穩(wěn)定,這可能需要對(duì)被測(cè)電源進(jìn)行電源循環(huán)。
10. 大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)分析儀都提供標(biāo)記,以便清楚地測(cè)量相位和增益裕度(稍后描述)。
11. 保存波特圖以供分析。
12. 如上所述,對(duì)其他系統(tǒng)配置重復(fù)該過(guò)程。