開關電源的主要測試點

1、開關電源的主要測試點調試開關電源時，除了用電壓表測量控制電路中相關元器件引腳的電壓外，更重要的是用示波器觀測相關的電壓波形，以便判斷開關電源是否處于最佳工作狀態(tài)。本篇文章主要講解示波器測試點的選擇。例如，測試點為PWM控制芯片的輸出引腳時，可用示波器同時測量驅動脈沖的幅度和占空比這兩個重要參數(shù)。測試點的選擇非常重要，測試點選擇合理，既可以保證調試安全，又可以反映出開關電源的工作狀態(tài)，能夠簡化調試過程。 開關電源的測試點選擇如圖7-3-1所示。測試點TP1為MOSFET功率開關管的漏極，TP2為開關管的源極，Rs為電流取樣電阻，TP3是初級一次高壓回路的負極。我們可以將TP1、TP2這兩個測試點

2、連接到雙蹤示波器的兩個輸入通道（CH1和CH2）,同時觀察兩點的電壓波形。此時兩個探頭的接地端要同時連接到一次輸入直流回路的負極，即TP3位置。實際測量時，可將探頭的接地夾直接夾在Rs的接地引腳上。從TP1可以看到功率開關管的漏極電壓波形，這個波形能夠反映出漏極尖峰電壓、輸入直流高壓、二次反射電壓、開關管導通壓降及導通與截止時間等信息。在單端反激式開關電源中，功率開關管的漏極電壓波形如圖7-3-2所示。從TP2可以看到功率開關管的源極電壓波形，這個波形是取樣電阻Rs上的電壓波形，能夠反映出漏極電流及導通與截止時間等信息。功率開關管得漏極電流波形如圖7-3-3所示。該波形反映出開關電源工作在電流

3、連續(xù)模式。每個周期中，開關管導通時，漏極電流從最小的起始電流開始上升。開關管關斷前，漏極電流到達最大值。 TP1和TP2這兩個測試點很關鍵，基本能夠反映出開關電源的工作狀態(tài)和有無故障。在調試過程中，要特別注意這兩個測試點的波形。在逐漸升高輸入交流電壓時，如果發(fā)現(xiàn)峰值電壓或者峰值電流超過設計范圍，應該立即關閉電源，查找原因，以防功率開關管的損壞。有時，為了觀測高頻變壓器初級一次繞組的電流波形，還可以在一次繞組串聯(lián)取樣電阻。一次回路電流的取樣電路如圖7-3-4所示，這時的測量狀態(tài)就是之前文章談到的“浮動”測量。理論上講，取樣電阻串聯(lián)在初級一次繞組上端或者下端都可以；實際上，如果串聯(lián)在一次繞組下端，

4、見圖中Rs1位置，測量時會在示波器接地線上產生浮動的高壓脈沖。這樣做既不安全，也會產生較大的測量干擾和誤差，還可能影響開關電源的正常工作。正確的方法是將取樣電阻串聯(lián)在一次繞組上端，見圖Rs位置，并且要在TP1端連接示波器探頭的信號線，在TP2端連接探頭的接地夾子。這樣，雖然一次回路電路波形是反極性的，但測量時的干擾和誤差是最小的，對開關電源的正常工作沒有影響?？梢酝ㄟ^示波器的反極性（INV）功能按鈕，觀看到正極性的一次電流波形。特別說明：觀測高頻變壓器初級電流波形時，示波器探頭的接地夾子將與直流高壓的正端連接。示波器其他通道的探頭及接地夾必須與相關電路斷開，否則會發(fā)生短路或者損壞電路的元器件。

5、也就是說，觀測初級一次回路電流波形時，只能使用一個通道，其他通道必須完全斷開。當使用內置隔離通道技術的示波器時，不存在這個問題。測試開關電源適配器的注意事項今天，大多數(shù)工程技術人員將示波器作為他們調試開關電源的首選工具?，F(xiàn)代示波器可以配備集成的電源測量和分析軟件，簡化了設置，并使得動態(tài)測量更為容易，用戶可以自定義關鍵參數(shù)、自動計算，并在屏幕上顯示結果，而不是原始數(shù)據(jù)。下面我們來講解用示波器調試開關電源時注意的主要事項.1.注意調試安全。在開關電源調試過程中，除了正確使用各種儀表外，最重要的是安全問題。特別是開關電源的初級一次回路，它具有幾百伏甚至上千伏的高電壓。開關電源初級一次回路負極并不是零

6、電壓，人體接觸該端時會遭到電擊，危害人身安全。該端對大地連接會造成電源短路，損壞輸入的整流器件。因此，調試開關電源時必須先通過隔離變壓器實現(xiàn)電氣隔離。通過隔離變壓器以后，一次回路的負極可以和示波器的探頭接地端直接連接，并通過示波器的單相三線插頭與供電系統(tǒng)的保護地線連接，以排除安全隱患。如果使用內置隔離通道技術的示波器，即使不接隔離變壓器也能夠直接測量，不會出現(xiàn)短路現(xiàn)象，但人體接觸初級回路會遭到電擊。因此，調試開關電源過程中最好還是接入隔離變壓器。2.主要關鍵波形。功率開關管得漏極電壓波形能夠直接反映出漏極尖峰電壓、二次反射電壓、開關管導通壓降等信息。即使輸入電壓很小，當漏極吸收回路開路時也會造

7、成很高的漏極尖峰電壓，從而造成功率開關管擊穿損壞。此外，如果功率開關管不能飽和導通，會造成很大的功率損耗，導致開關管過熱損壞。密切關注漏極電壓波形，能夠迅速發(fā)現(xiàn)危險情況的出現(xiàn)，以便及時關閉電源，避免造成元件損壞和更大的損失。3.探頭的選擇與連接。根據(jù)測量任務選用適合的探頭才會得到最準確的測量結果。對于常規(guī)測量，用10比1的探頭就足夠了，但對于低幅度信號測量，就要考慮使用1比1的探頭。測量高電壓時，比如開關功率管得源極電壓，可以選擇高壓探頭；測量電流時，可以選擇電流探頭。一般示波器探頭的輸入電壓多為400V(RMS)或者400VDC,允許一定的峰值電壓短時間超出這個范圍，如果峰值電壓比較高，則應

8、選擇高壓探頭。使用電流探頭時，應盡量連接到電壓變化幅度較小的回路中。例如測量功率開關管的漏極電流時，應該連接到功率開關管得源極回路，間接觀察漏極電流。如果接到漏極回路中，漏極的高頻尖峰電壓會對測量產生較大的干擾。4.探頭的接地。使用探頭接地夾接地，相當于在接地路徑中加入了一個串聯(lián)電感。這個串聯(lián)電感和探頭電容共同作用，可能會引起振蕩和過沖。開關電源存在較強的電磁輻射，探頭接地線過長也會引入干擾。開關電源的尖峰電流會在電路板上產生干擾電壓，在不同的接地點測量，得到的波形會有不同，波形出現(xiàn)抖動也是正?，F(xiàn)象。5.兼容性和校準。使用甲公司生產的示波器如果配套乙公司生產的探頭進行測量時，示波器和探頭并不總是兼容的。最好的做法是使用同一家公司生產的示波器和探頭，從而排除任何潛在的沖突問題。在使用示波器進行測量時最容易忽視的