DC/DC反馈环测试 - 电源测试大全（三）：白盒测试

　　5 DC/DC反馈环测试

　　测试说明：

　　每种DC/DC主电路拓扑都有其典型的反馈效正网络结构，合适的校正网络不但可以得到稳定的静态性能，而且可以获得良好的动态特性，通过测试和调整可以获得满意的校正网络。在闭回路下测得的系统开环传递函数，可以反应系统的稳定性，以及在不稳定的情况之下的调试趋势。由于温度对环路参数会导致一定的影响，故除了进行常温下的环路测试以外，还必须进行高、低温和湿度下进行环路测试。

　　测试方法：

　　一般的，测试接线图如下图所示：

　　注：R参考基准信号；C输出信号；H分压网络；S注入测试信号；Y仪器测试端；Z仪器参考端；G1和G2为部分主电路

　　利用HP4149A和信号耦合变压器在控制信号的总反馈端结成如上图的结法，利用HP4149的矢量相除可以直接得出：T/R＝-Y/Z＝-G1G2H，固定引进180度相移，因此在HP4149的BODE图上，可以得到增益为0dB处的相位为相位裕度，在相位为0deg处的增益为增益裕度。

　　参数设置为：

　　电压环测试信号：10～50mV（视测试点噪音而定）²

　　副边限流环测试信号：5～10mV（视测试点噪音而定）²

　　当输出电压高于42V时，TEST端和REFRERECE端要用分压电路分压到42V之内，同时测试信号也要相应增大，增大的倍数为：1/分压比。

　　² 在扫描频率范围为：10Hz～开关频率

　　在全输入电压，全负载范围内测试系统的稳定性²

　　测试判据：

　　输入电压，输出电压，负载、温度、湿度等都将影响环路的稳定性，在不同温度（高温、低温和常温），不同输入电压（最高、最低和额定），不同输出负载（最小负载为5％额定负载、半载、满载，对于空载的要求，不能有啸叫声），不同输出电压（额定、最高、最低）各种情况下组合，所有测试结果同时满足相位裕度在30deg到15deg，增益裕度大于60dB，合格；否则不合格。

　　6 PFC性能测试

　　测试说明：

　　APFC技术随着对电流谐波的要求将日益应用广泛。公司目前主要应用UC3854和MC33368两种芯片，其中UC3854为电流连续的平均电流型，MC33368为临界电流型，输入电压范围较小，功率也较小（一次电源主要使用的是UC3854）。

　　PFC中要考虑的问题主要有以下几个方面：

　　A、额定输入，额定输出状况下的谐波能否满足标准要求；

　　B、驱动是否正常；

　　C、电感是否满足要求；

　　D、电流波形细节的观察；

　　E、输入电压及谐波的适应性；

　　F、输入电压的中断，跌落和缓慢变化的适应性；

　　G、输入电压尖锋，缺口和畸变的适应性；

　　H、功率器件使用的合理性；

　　I、PFC环路设计的合理性；

　　J、输入电压跳变，输出负载跳变；

　　K、瞬态高压输入。

　　测试方法：

　　（1）额定输入、额定输出情况下的谐波测试

　　输入电压谐波满足要求时，使用功率分析仪测试额定输入额定输出条件下输入电流谐波是否满足IEC1000-3-2要求。

　　（2）驱动电路的测试

　　见规范驱动电路分析及其波形测试。

　　（3）磁性元件测试

　　见规范磁性元件测试。

　　（4）电流波形细节观察

　　电流波形细节观察能够发现设计的不合理，使用HP4149A示波器，用电流枪测试输入电流波形，展开观察正常情况下的电流波形，不应出现异常的脉冲宽度变化。在输入谐波及电压中断、跌落和缓慢变化时，电流不会出现异常，PFC电压正常，功率器件电流和电压耐量符合要求；输入电压尖锋、缺口和畸变时，PFC电压正常，功率器件电流和电压耐量符合要求。

　　（5）输入电压谐波的适应性

　　A、输入电压频率30Hz时，PFC工作无异常，能稳定运行；

　　B、在3次谐波条件下，PFC稳定运行，电流波形无异常畸变；

　　C、在输入电压为最高和最低时，A，B条件下PFC能稳定运行；

　　D、输入THD《40％（包括3次、5次、7次、9次）时在输入电压为最高和最低时PFC能稳定运行；

　　E、输入电压从最高到最低缓慢变化，中断和跳变时，PFC能稳定工作；

　　（6）输入电压的中断，跌落和缓慢变化的适应性

　　A、额定输入条件下，输入电压的中断、跌落和缓慢变化时，PFC输出电压及输入电流是否正常；

　　B、输入电压在最低、最高的中断、跌落，以及从最低到最高的缓慢变化和跳变，PFC能稳定工作。

　　（7）输入电压尖锋、缺口和畸变的适应性

　　A、额定输入时，小于峰值1.5倍电压尖锋（每周期≤3个，从0值算起，《2ms），100％的电压缺口（每周期≤3个，《2ms），PFC工作正常；

　　B、输入电压最高和最低时，小于峰值1.5倍电压尖锋（每周期≤3个，从0值算起，《2ms），100％的电压缺口（每周期≤3个，《2ms），PFC工作正常。

　　（8）功率器件使用的合理性

　　见功率器件应力测试。

　　（9）PFC环路设计的合理性

　　A、电路分析

　　PFC控制有自己的特征，是一个双环控制系统，其设计有相应特征，对比采用电路和典型，分析设计的合理性。

　　B、反馈环测试见DC/DC的环路测试

　　C、动态响应测试

　　PFC输出电压接高压电子负载：

　　I、作25％－75％的动态响应，输出电压变化《5％；

　　II、100％突加负载和100％卸载试验，输出电压变化《10％；

　　III、输出额定负载，输入在最大电压和最小电压之间跳变，PFC不应出现保护现象。

　　（10）输入电压跳变，输出负载跳变的适应性

　　将输入电压调整为在欠压点＋5V（持续时间为5s）过压点－5V（持续时间为5s）之间跳变，输出调整在最大线形负载（持续时间为500ms）、空载（持续时间为500ms）之间跳变。

　　在上述条件下，应能稳定运行，不出现损坏或其他不正常现象，合格；否则不合格。若出现损坏情况，记录故障问题，以提供分析损坏原因的依据。

　　（11）瞬态高压输入

　　A、额定电压输入，用双踪示波器测试输入电压波形和过压保护信号，输入电压从220V跳变为300V，从示波器上读出过压保护前300V的周期数n，作为以下试验的依据。

　　B、输入额定电压，带最大线形负载运行，在输入上叠加300V的电压跳变，叠加的周期数为（n-1），叠加频率为1次/3分钟，共运行2小时。

　　在上述条件下，应能够稳定运行，不出现损坏或其他不正常现象，合格；否则不合格。

　　判定标准：

　　符合测试说明，合格；否则不合格。
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