如何合理的測試DCDC電源第七部分,如何測量穩(wěn)定性
電源回路穩(wěn)定性是一個非常重要的標準,可以很容易地測量。基本思想是在循環(huán)中注入一個小的誤差信號,以查看循環(huán)的行為。雖然存在其他測量穩(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,同時測量輸出的相位和增益響應(yīng)。然后使用測量的數(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,低阻抗源信號通過分流器注入,高阻抗輸入探頭連接在分流器上。
源信號通常與電源隔離,因此不會干擾被測電路或?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,但不能達到干擾引起問題的程度。由于這個原因,注入信號的幅度將根據(jù)系統(tǒng)特性而變化。通常,注入的信號越高,該測量的信噪比越高(圖更清晰),但在某些時候注入的信號會導(dǎo)致環(huán)路問題,從而導(dǎo)致不穩(wěn)定和較差的結(jié)果。因此,實際幅度將在臺架測量期間進行調(diào)整。請記住,這是差分測量,因此注入的實際電平并不重要,只有差分信號本身(輸出/輸入)。
對于更高頻率的測量,源探頭電容以及輸入探頭電容可能會產(chǎn)生不穩(wěn)定的影響??梢酝ㄟ^添加串聯(lián)電阻來減小探頭電容。您可以根據(jù)需要將源電阻值增加到盡可能大,然后增加信號幅度以獲得無噪聲圖。
如前所述,應(yīng)在所有工作條件下測量電源的穩(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。請記住,某些系統(tǒng)的輸出電容和/或電感可能會有很大的變化,這會嚴重影響電源電路的穩(wěn)定性。
請注意,電子負載可能會添加無功負載分量,這可能會對您的穩(wěn)定性測量產(chǎn)生輕微影響。如果在這些測試中使用繞線電阻器,這也適用。請務(wù)必在實際系統(tǒng)負載到位的情況下測量穩(wěn)定性,并可能與增加的負載并行以模擬最壞的情況。
應(yīng)針對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,請設(shè)置正確的輸入電壓并驗證極性是否正確。
2. 將直流電源連接到輸入。
3. 將電子負載連接到輸出和/或連接實際的系統(tǒng)負載。
4. 按照網(wǎng)絡(luò)分析儀用戶手冊中的說明校準網(wǎng)絡(luò)分析儀。確保包括隔離變壓器(如果使用)。
5. 通過將帶隔離的源直接連接到接收器輸入來驗證校準。將接地連接在一起,運行掃描并驗證增益和相位的水平線。
6. 連接網(wǎng)絡(luò)分析儀源和輸入探頭。將兩個接收器輸入探頭接地連接到靠近分流電阻器的被測系統(tǒng)接地。用短引線將隔離變壓器連接到分流器。現(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 掃描到開關(guān)模式電源的開關(guān)頻率,或使用線性電源在 1 MHz 左右掃描。對于開關(guān)模式電源,低于 10 Hz 或高于開關(guān)頻率的頻率不會提供有關(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:幅度過高可能會導(dǎo)致控制回路不穩(wěn)定,這可能需要對被測電源進行電源循環(huán)。
10. 大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)分析儀都提供標記,以便清楚地測量相位和增益裕度(稍后描述)。
11. 保存波特圖以供分析。
12. 如上所述,對其他系統(tǒng)配置重復(fù)該過程。