開關(guān)電源的主要測(cè)試點(diǎn)

1、開關(guān)電源的主要測(cè)試點(diǎn)調(diào)試開關(guān)電源時(shí)，除了用電壓表測(cè)量控制電路中相關(guān)元器件引腳的電壓外，更重要的是用示波器觀測(cè)相關(guān)的電壓波形，以便判斷開關(guān)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(cè)試點(diǎn)的選擇。例如，測(cè)試點(diǎn)為PWM控制芯片的輸出引腳時(shí)，可用示波器同時(shí)測(cè)量驅(qū)動(dòng)脈沖的幅度和占空比這兩個(gè)重要參數(shù)。測(cè)試點(diǎn)的選擇非常重要，測(cè)試點(diǎn)選擇合理，既可以保證調(diào)試安全，又可以反映出開關(guān)電源的工作狀態(tài)，能夠簡(jiǎn)化調(diào)試過程。 開關(guān)電源的測(cè)試點(diǎn)選擇如圖7-3-1所示。測(cè)試點(diǎn)TP1為MOSFET功率開關(guān)管的漏極，TP2為開關(guān)管的源極，Rs為電流取樣電阻，TP3是初級(jí)一次高壓回路的負(fù)極。我們可以將TP1、TP2這兩個(gè)測(cè)試點(diǎn)

2、連接到雙蹤示波器的兩個(gè)輸入通道（CH1和CH2）,同時(shí)觀察兩點(diǎn)的電壓波形。此時(shí)兩個(gè)探頭的接地端要同時(shí)連接到一次輸入直流回路的負(fù)極，即TP3位置。實(shí)際測(cè)量時(shí)，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(guān)管的漏極電壓波形，這個(gè)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(guān)管導(dǎo)通壓降及導(dǎo)通與截止時(shí)間等信息。在單端反激式開關(guān)電源中，功率開關(guān)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(guān)管的源極電壓波形，這個(gè)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(dǎo)通與截止時(shí)間等信息。功率開關(guān)管得漏極電流波形如圖7-3-3所示。該波形反映出開關(guān)電源工作在電流

3、連續(xù)模式。每個(gè)周期中，開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，漏極電流從最小的起始電流開始上升。開關(guān)管關(guān)斷前，漏極電流到達(dá)最大值。 TP1和TP2這兩個(gè)測(cè)試點(diǎn)很關(guān)鍵，基本能夠反映出開關(guān)電源的工作狀態(tài)和有無故障。在調(diào)試過程中，要特別注意這兩個(gè)測(cè)試點(diǎn)的波形。在逐漸升高輸入交流電壓時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)峰值電壓或者峰值電流超過設(shè)計(jì)范圍，應(yīng)該立即關(guān)閉電源，查找原因，以防功率開關(guān)管的損壞。有時(shí)，為了觀測(cè)高頻變壓器初級(jí)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(shí)的測(cè)量狀態(tài)就是之前文章談到的“浮動(dòng)”測(cè)量。理論上講，取樣電阻串聯(lián)在初級(jí)一次繞組上端或者下端都可以；實(shí)際上，如果串聯(lián)在一次繞組下端，

4、見圖中Rs1位置，測(cè)量時(shí)會(huì)在示波器接地線上產(chǎn)生浮動(dòng)的高壓脈沖。這樣做既不安全，也會(huì)產(chǎn)生較大的測(cè)量干擾和誤差，還可能影響開關(guān)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(hào)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(cè)量時(shí)的干擾和誤差是最小的，對(duì)開關(guān)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(cè)高頻變壓器初級(jí)電流波形時(shí)，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(guān)電路斷開，否則會(huì)發(fā)生短路或者損壞電路的元器件。

5、也就是說，觀測(cè)初級(jí)一次回路電流波形時(shí)，只能使用一個(gè)通道，其他通道必須完全斷開。當(dāng)使用內(nèi)置隔離通道技術(shù)的示波器時(shí)，不存在這個(gè)問題。測(cè)試開關(guān)電源適配器的注意事項(xiàng)今天，大多數(shù)工程技術(shù)人員將示波器作為他們調(diào)試開關(guān)電源的首選工具?，F(xiàn)代示波器可以配備集成的電源測(cè)量和分析軟件，簡(jiǎn)化了設(shè)置，并使得動(dòng)態(tài)測(cè)量更為容易，用戶可以自定義關(guān)鍵參數(shù)、自動(dòng)計(jì)算，并在屏幕上顯示結(jié)果，而不是原始數(shù)據(jù)。下面我們來講解用示波器調(diào)試開關(guān)電源時(shí)注意的主要事項(xiàng).1.注意調(diào)試安全。在開關(guān)電源調(diào)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(guān)電源的初級(jí)一次回路，它具有幾百伏甚至上千伏的高電壓。開關(guān)電源初級(jí)一次回路負(fù)極并不是零

6、電壓，人體接觸該端時(shí)會(huì)遭到電擊，危害人身安全。該端對(duì)大地連接會(huì)造成電源短路，損壞輸入的整流器件。因此，調(diào)試開關(guān)電源時(shí)必須先通過隔離變壓器實(shí)現(xiàn)電氣隔離。通過隔離變壓器以后，一次回路的負(fù)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(hù)地線連接，以排除安全隱患。如果使用內(nèi)置隔離通道技術(shù)的示波器，即使不接隔離變壓器也能夠直接測(cè)量，不會(huì)出現(xiàn)短路現(xiàn)象，但人體接觸初級(jí)回路會(huì)遭到電擊。因此，調(diào)試開關(guān)電源過程中最好還是接入隔離變壓器。2.主要關(guān)鍵波形。功率開關(guān)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(guān)管導(dǎo)通壓降等信息。即使輸入電壓很小，當(dāng)漏極吸收回路開路時(shí)也會(huì)造

7、成很高的漏極尖峰電壓，從而造成功率開關(guān)管擊穿損壞。此外，如果功率開關(guān)管不能飽和導(dǎo)通，會(huì)造成很大的功率損耗，導(dǎo)致開關(guān)管過熱損壞。密切關(guān)注漏極電壓波形，能夠迅速發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)情況的出現(xiàn)，以便及時(shí)關(guān)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(cè)量任務(wù)選用適合的探頭才會(huì)得到最準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。對(duì)于常規(guī)測(cè)量，用10比1的探頭就足夠了，但對(duì)于低幅度信號(hào)測(cè)量，就要考慮使用1比1的探頭。測(cè)量高電壓時(shí)，比如開關(guān)功率管得源極電壓，可以選擇高壓探頭；測(cè)量電流時(shí)，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(shí)間超出這個(gè)范圍，如果峰值電壓比較高，則應(yīng)

8、選擇高壓探頭。使用電流探頭時(shí)，應(yīng)盡量連接到電壓變化幅度較小的回路中。例如測(cè)量功率開關(guān)管的漏極電流時(shí)，應(yīng)該連接到功率開關(guān)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(huì)對(duì)測(cè)量產(chǎn)生較大的干擾。4.探頭的接地。使用探頭接地夾接地，相當(dāng)于在接地路徑中加入了一個(gè)串聯(lián)電感。這個(gè)串聯(lián)電感和探頭電容共同作用，可能會(huì)引起振蕩和過沖。開關(guān)電源存在較強(qiáng)的電磁輻射，探頭接地線過長(zhǎng)也會(huì)引入干擾。開關(guān)電源的尖峰電流會(huì)在電路板上產(chǎn)生干擾電壓，在不同的接地點(diǎn)測(cè)量，得到的波形會(huì)有不同，波形出現(xiàn)抖動(dòng)也是正常現(xiàn)象。5.兼容性和校準(zhǔn)。使用甲公司生產(chǎn)的示波器如果配套乙公司生產(chǎn)的探頭進(jìn)行測(cè)量時(shí)，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(chǎn)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(jìn)行測(cè)量時(shí)最容易忽視的