電源測試全攻略（三）：白盒測試

5 DC/DC反饋環(huán)測試

測試說明：

每種DC/DC主電路拓?fù)涠加衅涞湫偷姆答佇дW(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，合適的校正網(wǎng)絡(luò)不但可以得到穩(wěn)定的靜態(tài)性能，而且可以獲得良好的動(dòng)態(tài)特性，通過測試和調(diào)整可以獲得滿意的校正網(wǎng)絡(luò)。在閉回路下測得的系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)，可以反應(yīng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，以及在不穩(wěn)定的情況之下的調(diào)試趨勢。由于溫度對(duì)環(huán)路參數(shù)會(huì)導(dǎo)致一定的影響，故除了進(jìn)行常溫下的環(huán)路測試以外，還必須進(jìn)行高、低溫和濕度下進(jìn)行環(huán)路測試。

測試方法：

一般的，測試接線圖如下圖所示：

注：R參考基準(zhǔn)信號(hào);C輸出信號(hào);H分壓網(wǎng)絡(luò);S注入測試信號(hào);Y儀器測試端;Z儀器參考端;G1和G2為部分主電路

利用HP4149A和信號(hào)耦合變壓器在控制信號(hào)的總反饋端結(jié)成如上圖的結(jié)法，利用HP4149的矢量相除可以直接得出：T/R=-Y/Z=-G1G2H，固定引進(jìn)180度相移，因此在HP4149的BODE圖上，可以得到增益為0dB處的相位為相位裕度，在相位為0deg處的增益為增益裕度。

參數(shù)設(shè)置為：

電壓環(huán)測試信號(hào)：10～50mV(視測試點(diǎn)噪音而定)²

副邊限流環(huán)測試信號(hào)：5～10mV(視測試點(diǎn)噪音而定)²

當(dāng)輸出電壓高于42V時(shí)，TEST端和REFRERECE端要用分壓電路分壓到42V之內(nèi)，同時(shí)測試信號(hào)也要相應(yīng)增大，增大的倍數(shù)為：1/分壓比。

² 在掃描頻率范圍為：10Hz～開關(guān)頻率

在全輸入電壓，全負(fù)載范圍內(nèi)測試系統(tǒng)的穩(wěn)定性²

測試判據(jù)：

輸入電壓，輸出電壓，負(fù)載、溫度、濕度等都將影響環(huán)路的穩(wěn)定性，在不同溫度(高溫、低溫和常溫)，不同輸入電壓(最高、最低和額定)，不同輸出負(fù)載(最小負(fù)載為5%額定負(fù)載、半載、滿載，對(duì)于空載的要求，不能有嘯叫聲)，不同輸出電壓(額定、最高、最低)各種情況下組合，所有測試結(jié)果同時(shí)滿足相位裕度在30deg到15deg，增益裕度大于60dB，合格;否則不合格。

6 PFC性能測試

測試說明：

APFC技術(shù)隨著對(duì)電流諧波的要求將日益應(yīng)用廣泛。公司目前主要應(yīng)用UC3854和MC33368兩種芯片，其中UC3854為電流連續(xù)的平均電流型，MC33368為臨界電流型，輸入電壓范圍較小，功率也較小(一次電源主要使用的是UC3854)。

PFC中要考慮的問題主要有以下幾個(gè)方面：

A、額定輸入，額定輸出狀況下的諧波能否滿足標(biāo)準(zhǔn)要求;

B、驅(qū)動(dòng)是否正常;

C、電感是否滿足要求;

D、電流波形細(xì)節(jié)的觀察;

E、輸入電壓及諧波的適應(yīng)性;

F、輸入電壓的中斷，跌落和緩慢變化的適應(yīng)性;

G、輸入電壓尖鋒，缺口和畸變的適應(yīng)性;

H、功率器件使用的合理性;

I、PFC環(huán)路設(shè)計(jì)的合理性;

J、輸入電壓跳變，輸出負(fù)載跳變;

K、瞬態(tài)高壓輸入。

測試方法：

(1)額定輸入、額定輸出情況下的諧波測試

輸入電壓諧波滿足要求時(shí)，使用功率分析儀測試額定輸入額定輸出條件下輸入電流諧波是否滿足IEC1000-3-2要求。

(2)驅(qū)動(dòng)電路的測試

見規(guī)范驅(qū)動(dòng)電路分析及其波形測試。

(3)磁性元件測試

見規(guī)范磁性元件測試。

(4)電流波形細(xì)節(jié)觀察

電流波形細(xì)節(jié)觀察能夠發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的不合理，使用HP4149A示波器，用電流槍測試輸入電流波形，展開觀察正常情況下的電流波形，不應(yīng)出現(xiàn)異常的脈沖寬度變化。在輸入諧波及電壓中斷、跌落和緩慢變化時(shí)，電流不會(huì)出現(xiàn)異常，PFC電壓正常，功率器件電流和電壓耐量符合要求;輸入電壓尖鋒、缺口和畸變時(shí)，PFC電壓正常，功率器件電流和電壓耐量符合要求。

(5)輸入電壓諧波的適應(yīng)性

A、輸入電壓頻率30Hz時(shí)，PFC工作無異常，能穩(wěn)定運(yùn)行;

B、在3次諧波條件下，PFC穩(wěn)定運(yùn)行，電流波形無異常畸變;

C、在輸入電壓為最高和最低時(shí)，A，B條件下PFC能穩(wěn)定運(yùn)行;

D、輸入THD《40%(包括3次、5次、7次、9次)時(shí)在輸入電壓為最高和最低時(shí)PFC能穩(wěn)定運(yùn)行;

E、輸入電壓從最高到最低緩慢變化，中斷和跳變時(shí)，PFC能穩(wěn)定工作;

(6)輸入電壓的中斷，跌落和緩慢變化的適應(yīng)性

A、額定輸入條件下，輸入電壓的中斷、跌落和緩慢變化時(shí)，PFC輸出電壓及輸入電流是否正常;

B、輸入電壓在最低、最高的中斷、跌落，以及從最低到最高的緩慢變化和跳變，PFC能穩(wěn)定工作。

(7)輸入電壓尖鋒、缺口和畸變的適應(yīng)性

A、額定輸入時(shí)，小于峰值1.5倍電壓尖鋒(每周期≤3個(gè)，從0值算起，《2ms)，100%的電壓缺口(每周期≤3個(gè)，《2ms)，PFC工作正常;

B、輸入電壓最高和最低時(shí)，小于峰值1.5倍電壓尖鋒(每周期≤3個(gè)，從0值算起，《2ms)，100%的電壓缺口(每周期≤3個(gè)，《2ms)，PFC工作正常。

(8)功率器件使用的合理性

見功率器件應(yīng)力測試。

(9)PFC環(huán)路設(shè)計(jì)的合理性

A、電路分析

PFC控制有自己的特征，是一個(gè)雙環(huán)控制系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)有相應(yīng)特征，對(duì)比采用電路和典型，分析設(shè)計(jì)的合理性。

B、反饋環(huán)測試見DC/DC的環(huán)路測試

C、動(dòng)態(tài)響應(yīng)測試

PFC輸出電壓接高壓電子負(fù)載：

I、作25%-75%的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，輸出電壓變化《5%;

II、100%突加負(fù)載和100%卸載試驗(yàn)，輸出電壓變化《10%;

III、輸出額定負(fù)載，輸入在最大電壓和最小電壓之間跳變，PFC不應(yīng)出現(xiàn)保護(hù)現(xiàn)象。

(10)輸入電壓跳變，輸出負(fù)載跳變的適應(yīng)性

將輸入電壓調(diào)整為在欠壓點(diǎn)+5V(持續(xù)時(shí)間為5s)過壓點(diǎn)-5V(持續(xù)時(shí)間為5s)之間跳變，輸出調(diào)整在最大線形負(fù)載(持續(xù)時(shí)間為500ms)、空載(持續(xù)時(shí)間為500ms)之間跳變。

在上述條件下，應(yīng)能穩(wěn)定運(yùn)行，不出現(xiàn)損壞或其他不正?，F(xiàn)象，合格;否則不合格。若出現(xiàn)損壞情況，記錄故障問題，以提供分析損壞原因的依據(jù)。

(11)瞬態(tài)高壓輸入

A、額定電壓輸入，用雙蹤示波器測試輸入電壓波形和過壓保護(hù)信號(hào)，輸入電壓從220V跳變?yōu)?00V，從示波器上讀出過壓保護(hù)前300V的周期數(shù)n，作為以下試驗(yàn)的依據(jù)。

B、輸入額定電壓，帶最大線形負(fù)載運(yùn)行，在輸入上疊加300V的電壓跳變，疊加的周期數(shù)為(n-1)，疊加頻率為1次/3分鐘，共運(yùn)行2小時(shí)。

在上述條件下，應(yīng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，不出現(xiàn)損壞或其他不正?，F(xiàn)象，合格;否則不合格。

判定標(biāo)準(zhǔn)：

符合測試說明，合格;否則不合格。