【導(dǎo)讀】電路設(shè)計人員在決定使用某個特定電源之前,首先會對它進行仔細(xì)測試。開關(guān)穩(wěn)壓器 IC 的數(shù)據(jù)手冊提供了整個電源在實際應(yīng)用中如何運行,以及如何通過實驗室測試來獲得相應(yīng)特性的有價值信息。
”
電路仿真(例如LTspice®)很有用,可以幫助優(yōu)化電路。但是,仿真并不能代替硬件測試。就此而言,寄生參數(shù)要么難以估計,要么難以仿真。因此,電源要在實驗室中進行徹底測試。用于測試的可以是內(nèi)部開發(fā)的原型,大多數(shù)情況下則是使用相應(yīng)電源 IC 制造商的現(xiàn)有評估板。
圖1. 用于電源運行的連接。
連接測試電路時,應(yīng)考慮若干事項。圖1所示為測試設(shè)置的原理圖。被測電路的輸入側(cè)必須連接到電源,輸出側(cè)連接到負(fù)載。這聽起來微不足道,但有一些重要細(xì)節(jié)必須注意。
盡可能減小線路電感
圖1是用于評估電源轉(zhuǎn)換器的設(shè)置原理圖。我們要測試的是電源電路的行為,而不是測試板與實驗室電源之間或與輸出端負(fù)載之間的連接線路的影響。為降低這些連接線路的影響,應(yīng)采取兩項重要措施。
● 連接線路應(yīng)盡可能短,短線路的電感值比長線路低。
● 盡量縮小電流路徑面積可進一步降低寄生電感。
為實現(xiàn)目標(biāo),一個顯而易見的辦法是使用絞合線。這使得電流路徑面積僅取決于線路長度和絞合線外皮的厚度。圖2顯示了測試電壓轉(zhuǎn)換器的連接,其使用絞合連接線來降低線路寄生電感。
圖2. 使用短絞合線的實用操作設(shè)置。
在基于開關(guān)穩(wěn)壓器的電源中,輸入側(cè)和輸出側(cè)均有交流電。根據(jù)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),輸入側(cè)可能出現(xiàn)脈沖電流,例如在降壓轉(zhuǎn)換器(降壓控制器)中就會如此。啟動行為以及負(fù)載跳變也需要測試。在這些工作條件下,測試設(shè)置中的連接線路也承載交流電。
輸入端增加本地儲能器件
如果要測試電源對負(fù)載瞬變的響應(yīng)速度有多快,則被測設(shè)計必須提供足夠多的能量。被測設(shè)計輸入側(cè)的能量來源不應(yīng)是限制因素。為確保不出現(xiàn)這種情況,建議在電源輸入端放置一個較大容值的電容,如圖1中的綠色部分所示。它確保負(fù)載瞬變測試可以正確執(zhí)行。
但是,必須確保電源的后續(xù)使用受到非常明確的條件限制。對輸入端儲能器件的影響必須有很好的了解,以便可以正確選定電源輸入電容的大小。
還必須考慮圖1中大電容的另一個方面。如果需要在電源輸入端施加電壓瞬變以測試相應(yīng)的行為,則此電容會大大減慢被測電路經(jīng)受的電壓瞬變。因此,對于這些測試,應(yīng)移除該電容。
總之,與電源設(shè)計相關(guān)的任務(wù)看似簡單,但有很多事情必須考慮,例如將電路連接到實驗室工作臺。被測電路的電源線以及遠(yuǎn)離被測電路的電源線需要作為交流電路處理,因此,這些電纜必須很短并絞合,以減小這些連接電纜的寄生電感。對電路設(shè)計人員而言,這并不是多余的工作,這樣做會使測試結(jié)果接近我們測試的初衷。如果測試設(shè)置的影響得以降低,其余結(jié)果將更有價值。隨著時間推移,經(jīng)驗豐富的電源工程師已開發(fā)出優(yōu)化電路評估的方法。如果遵循本文中的所有提示,就能順利地完成評估。
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