檢測開關電源的測試方法

『壹』 開關電源實用電路圖 高效、經濟、實用的RIGOL開關電源測試方案

開關電源是利用現代電力電子技術，控制開關晶體管開通和關斷的時間比率，維持穩定輸出電壓的一種電源。近幾年，隨著電力電子技術的發展和創新，開關電源技術也在不斷地創新，向高頻、高可靠、低耗、低雜訊、抗干擾和模塊化方向發展，這就需要用更為高效的測試設備進行產品設計驗證和功能測試，不同的電源體系結構也需要有適應更寬范圍技術指標的通用測量儀器。
本文中將以國內測試測量行業領先企業RIGOL(北京普源精儀科技有限責任公司)的產品為例介紹一些開關電源的常用測試方案。

測量基本參數

在開關電源行業，測試的基本參數離不開以下幾項：
1．時間測量，包括開機和關機時間測量。時間測量是每個電源的必測項目，只有知道了時間，才能更好地測量出能量的損耗問題。另外，對於開機關機的時間，每類產品都有很嚴格的要求。如果時間過長，無論是整體電路，還是各個元器件本身都會給系統帶來很大的損耗。
2．功率測量，如開關損耗、傳導損耗、正常工作功率、不同狀態的功率等。現在每個國家對生產研發過程的節能要求都在提高，而節約電能最有效和最根本的途徑就是提高能源利用率，即提高產品的功率。所以功率測量對於電源測量來說變得越來越重要。
3．電壓測量，如紋波、紋波系數、雜訊測量、有效波形測量。電壓測量最主要的是輸出電壓的紋波測量。紋波和雜訊是衡量一個電源優劣的主要性能指標之一。一般開關電源的紋波電壓都要求控制在50mV以內。
4．電流測量，包括正常工作電流和不同工作狀態下的電流。
對於以上測量參數，我們可以藉助RIGOL DSl302CA數字示波器和DM3064數字萬用扒改表列舉一些快速有效的解決方案。

瞬態響應信號測量

負載瞬變時間是一項動態時間，它是負載電流瞬變後開關電源的輸出電壓穩定到預先規定穩定帶內的時間。測量信號的過程中，示波器必須有足夠的采樣率和波形捕獲率才能有效的捕獲到需要的波形。我們通常所測的響應為μS或ms量級，而RIGOL的DSl302CA可以測量最小1.2ns的上升時間，完全可以捕獲該瞬變信號。圖1反映了電流由0.1mA到65mA的過程中電壓瞬態變化情況。

及時發現有害波形信號

電源的開啟延遲是從施加交流輸入至輸出達到其調整范圍之內的時間。如果開關電源在開啟時，有有害波形產生，即有可能損壞開關晶體管的電流尖峰。對於該有害波形，可以通過抑制電路等方法來消除。而通過用示波器的測量，我們就可以及時發現有害波形，並在電源開啟的瞬間，有效地抑制有害信號的產生，間接提高後需電源的工作效率。圖2是DSl302CA捕獲的波形。

在系統中重現信號

如果捕捉到偶發、瞬時信號後不僅僅滿足於對該信號的簡單分析與計算，還希望能夠在系統中重現該信號，那麼RIGOL數字示波器與函數／任意波形信號發生器的無縫互連則可以提供完美的解決方案。DG3121A信號發生器可以通過專用介面直接訪問DSl302CA的波形內存，從而在信號發生器上再現之前捕獲的毛刺或偶發信號波形。通過這樣的方法，可以再現信號搜此禪，讓測試測量更加方便。

同時測量輸入輸出信號

在開關電源測試中經常同時測量電路的輸入和輸出端，但輸入和輸出電壓的差距較大，給操作帶來了一定難度。DSl302A的交替觸發能夠同時測量分析輸入和輸出兩個信號，解決了操作上的難題。以往在中端示波器中，雙通道同時顯示時都是時基共用，而現在的產品就可用交替觸發來實現兩個通道各自有自己的時基，並且在各通道上可以選取不同的觸發方式。如圖4所示，兩個不同的信號，一個是Vpp=188V的信號，另一個是Vpp=102mV的信號，它們的頻率分�為50Hz和20kHz。捕獲紋波和分析雜訊
紋波和雜訊是在所有其他參數恆定的條件下，在規定帶寬內直流輸出電壓對其平均值的周期性和隨機性偏離，它代表調整和濾波電路後面直流輸出電壓中所殘存不需要的交流和雜訊成分。紋波和雜訊可以用有效值或峰峰值度量，峰峰值可以提供有關高幅度、短持續時間尖峰的信息，而有效值則有利於確定預期的信噪比。具體的講，紋波是出現世塵在輸出端子間的一種與輸入頻率和開關頻率同步的成分，用峰一峰(peak t0peak)值表示，一般在輸出電壓的0.5％以下；雜訊是出現在輸出端子間的紋波以外的一種高頻成分，也用峰一峰值表示，一般在輸出電壓的1％左右。紋波雜訊是二者的合成，用峰一峰值表示，一般在輸出電壓的2％以下。圖5是DSl302CA觀察的紋波信號波形。

開關電源漂移測量

漂移主要指電源輸出電流或電壓的周期和隨機偏離。開關電源的漂移測量需要很長時間，並對測量精度要求較高。實際測量中我們一般會把所有測量出來的數據做一個統計，然後在這個統計值的基礎上計算出它的PPM值，總時間在24小時左右。這個測試過程不但枯燥而且很容易出錯，為了能讓工程師的測量變得更加方便，並且讓測量誤差降到最小，RIGOL提供了DM3064萬用表加PC控制的解決方案。
通常實驗時，我們不但要滿足測試精度和測試速度的高要求，還要保障一定量的測試時間。這樣一來，如果長期值守，就難免會出現測量失誤。為解決這個問題，我們可以通過計算機軟體控制測量，讓萬用表採集每隔一段時間的電壓、電流，而對於時間段的大小，工程師也可以任意設定，真正實現通過萬用表輕松採集數據。DM3064可以實現一路最多採集200萬個數據，如果要存儲更多的數據也可以選擇直接存儲到U盤或者存儲到電腦中。
使用DM3064的方便之處在於數據採集後其自帶軟體可以直接完成數據保存，把數據保存為txt或mdb資料庫文件，以便於藉助數學分析工具在電腦上直接對這些數據進行分析。

多路巡檢測量

如果我們已經不滿足於單路測量，希望實現多路同時測量，則可以選擇DM3064的數據巡檢功能多路巡檢測量，最多能夠實現一次同時測量16路信號。同時測量每個輸出模塊的電流電壓後，可通過計算機軟體統計出需要的數據，然後再對統計到的每路數據進行分析。
如果我們想看數據在巡檢時候的波形，也可以打開波形顯示，觀察數據巡檢時候的數據變化曲線。在波形圖中，我們可以通過Ultralogger軟體在PC上很直觀地看到電壓電流變化曲線。
RIGOL萬用表針對數據的巡檢和採集功能可以快速實現電流電壓的巡檢和數據採集。並且Ultralogger軟體能通過GPIB和USB匯流排實現現場控制，也可以通過LAN實現遠程式控制制，並且能把每個工作站的數據報告定期返回給遠程的伺服器。

溫度測量

溫度測量是電源產品測試過程中最重要的環節之一，現在的電源產品都要滿足FEC、VDE、UL、CSA、FCC等溫度測量標准，所以溫度對於電源也是重要的測量參數之一。
隨著電源技術的進步，產品對溫度的要求越來越高。在測量過程中，可以用DM3064萬用表加上溫度感測器把採集到的物理信號轉化為電信號，然後轉化為相應的溫度值。
同理，如果需要別的方面的應用，也可以使用相應的感測器進行測量，選擇採集功能實現快速感測器的測量功能。

其他應用測量

在開關電源行業中，需要模擬開關管開關的頻率和同步頻率來進行測量，在這類產品測試中，我們可以增加信號源來模擬開關電源在不同狀態下的工作頻率。也可以使用信號發生器發出的信號來模擬原控制信號。在此，我們除了可以選擇上面提到的DG3121A，還可以選擇DG2000系列和DGl000系列的信號源。另外，我們可以把上面的儀器都集成到測試系統中去，把信號源、萬用表、示波器、功率計等綁定在一起，通過軟體的控制可以來實現不同性能及其輸入輸出特性的測試，幫你實現生產線的自動化測試，如圖9所示。

結語

在開關電源測量中，可以有多種測量方案，關鍵是選擇適合自己測量的解決方案。每個測試測量過程都有各自的優點和缺點，關鍵是合理的平衡各方面因素來選擇適合自己的測量工具。本文中介紹的測試方案，靈活、高效，具有極高性價比，可大大提高電源生產和研發效率。

『貳』 開關電源應該怎麼測試

首先接上假負載，
多組輸出的開關電源，接假負載在其主輸出上。
為防有故障引起爆管燒塊的情況，應在輸入端串入適宜的阻抗，限在安全電流下。
檢查輸出組電壓是否正常，逐組排除；
無輸出電壓的情況下，檢查供電，整流，主電壓，排除後檢查各繞組，主繞組，反饋繞組，輸出繞組，排除後檢查振盪元件。

『叄』 簡述燈泡,導線,開關及電源的檢測方法

白熾燈燈泡一般檢查使用萬用表×1Ω電阻檔可以檢查，電阻值不應為0，根據燈泡功率大小電阻值在數十歐姆以內。
同樣，導線與開關兩端使用萬用表×1Ω檔測量導線兩端快關兩端，導線兩端電阻值應接近0，開關兩端在接通狀態電阻值也應該接近0，但是，作為開關，在斷開狀態下，開關兩端用萬用表×10K檔（倍率最大的一檔）測量時阻值應該是無限大。
至於電源，一般可以用萬用表測量電源兩線之間的電壓（包括開關電源、穩壓電源的輸出線之間的電壓）是否合乎，對交流電供電線路有時可以用測電筆檢查火線是否帶電，但是，這種測量只能肯定電源電壓有無，最可靠的辦法是使用「較火燈」即在電源兩端接上一個對應電壓的較大功率的燈泡，也就是讓電源帶上正常負載，如接上的燈泡能正常點亮，說明電源基本良好，若不能正常發光，那麼電源肯定存在問題。
至於節能燈泡屬於電子設備了，一般只能接到正常電源上（例如換到另一個正常的燈座上）看是否能點亮來判別是否燈泡的問題了。

『肆』 開關電源變壓器的測試方法

開關電源變壓器的測試方法

（1）
外觀檢查。開關電源變壓器工作頻率較高，為15625Hz，一般使用磁性材料來導磁，常見故障是繞組之間漏電或短路。檢查時首先應從外表來觀察是否有打火燒焦的痕跡，外表是否太臟，各引腳間是否有污物（有些開關電源變壓器各引腳間距很小，如三洋83P機芯開關電源變壓器），由於開關電源變壓器是緊貼印刷電路板安裝的，容易積灰，碰到氣候或環境潮濕時易放電打火。

（2）
萬用表測試。開關電源變壓器外觀無問題，可用萬用表測量其電阻值，判斷線圈是否有斷路故障。用萬用表對短路較為嚴重的開關電源變壓器也可測出，測量時可選擇適當的電阻檔，使測量的電阻值在中值附近，根據繞組的匝數及使用的線徑，查出漆包線的每米歐姆值，計算繞組的歐姆值，與測量的電阻值比較，就能判斷是否有短路現象，但這只是粗略測量，有些開關電源變壓器由於匝間絕緣擊穿，或層間絕緣擊穿，電阻值相差不多，就不一定能測量出來。

開關電源變壓器各繞組之間的絕緣電阻為無窮大，各繞組和磁芯（鐵芯）之間的絕緣電阻也應該使無窮大。

（3）
替代測量。若手頭有一隻同規格的開關電源變壓器，可採用替代測試，該法直觀、省事。

『伍』 開關電源變壓器的測試方法

1、通過觀察變壓器的外貌來檢查其是否有明顯異常現象。如線圈引線是否斷裂，脫焊，絕緣材料是否有燒焦痕跡，鐵心緊固螺桿是否有松動，硅鋼片有無銹蝕，繞組線圈是否有外露等。
2、絕緣性測試。用萬能表Rx10k檔分別測量鐵心與初級，初級與各次級、鐵心與各次級、靜電屏蔽層與衩次級、次級各繞組間的電阻值，萬用電表指針均應指在無窮大位置不動。否則，說明變壓器絕緣性能不良。
3、線圈通斷的檢測。將萬用表置於Rx1檔，測試中，若某個繞組的電阻值為無窮大，則說明此繞組有斷路性故障。
4、判別初、次級線圈。電源變壓器初級引腳和次級引腳一般都是分別從兩側引出的，並且初級繞組多是標有220V字樣，次級繞組則標出額定電壓值，如15V、24V、35V等。再根據這些標記進行識別。

『陸』 開關電源的穩壓范圍怎麼測試

測試方法，1：埋喊先給給電源帶上額定負載。2：把交流調壓器接入市電端給電源輸入標稱最低電壓（比如100V），測量電源輸出電壓。3把交流調壓器接入市電端給電源輸入標稱最高電壓（比如250V），測量電源輸出電壓。兩次測量出來的電壓和標稱電壓誤差值就是穩壓精度，最高電壓輸入和最低電壓輸入輸出在消型標稱拿液猜精度以內的就是穩壓范圍。

『柒』 開關電源跌落測試方法

開關電源跌落測試步驟為：
1、打開玻璃窗口，將試樣放進滾筒箱(根據不同的測試要求笑蘆選擇合適的滾筒箱。
2、插上電源線，打開電源開關接通電源。
3、打開計數器透明玻璃罩，根據要求設定好測試次數，按RST復位碰悉帶。
4、按下啟動按鈕，設備開始運行，此時根據需要調節速度旋鈕，使之達到規定的測試速度，即可正常陸世測試。
5、當測試次數達到設定值後，設備自動停止運行。

『捌』 如何用示波器對開關電源進行檢測

1.示波器和電源測量

整個開關設備的電壓可能很高，而且是「浮動的」，也就是說，不接地。信號的脈沖寬度、周期、頻率和占空比都會變化。必須如實捕獲並分析波形，發現波形的異常。這對示波器的要求是苛刻的。

多種探頭——同時需要單端探頭、差分探頭以及電流探頭。儀器必須有較大的存儲器，以提供長時間低頻採集結果的記錄空間。並且可能要求在一次採集中捕獲幅度相差很大的不同信號。

2.開關電源基礎

大多數現代系統中主流的直流電源體系結構是開關電源(開關電源)，它因為能夠有效地應對變化負載而眾所周知。典型開關電源的電能信號路徑包括無源器件、有源器件和磁性元件。

開關電源盡可能少地使用損耗性元器件(如電阻和線性晶體管)，而主要使用(理想情況下)無損耗的元器件：開關晶體管、電容和磁性元件。

開關電源設備還有一個控制部分，其中包括脈寬調制調節器脈頻調制調節器以及反饋環路1等組成部分。控制部分可能有自己的電源。圖1是簡化的開關電源示意圖，圖中顯示了電能轉換部分，包括有源器件、無源器件以及磁性元件。

3.准備進行開關電源的測量

一定要選擇合適的工具，並且設置這些工具，使它們能夠准確、可重復地工作。當然示波器必須具備基本的帶寬和采樣速率，以適應開關電源的開關頻率。電源測量最少需要兩個通道，一個用於電壓，一個用於電流。有些設施同樣重要，它們可以使電源測量更容易、更可靠。

測量一次採集中的100伏和100毫伏電壓

要測量開關器件的開關損耗和平均功率損耗，示波器首先必須分別確定在斷開和開通時開關器件上的電壓。

為了准確地進行開關器件電源測量，必須先測量斷開和開通電壓。然而，典型的8位數字示波器的動態范圍不足以在同一個採集周期中既准確採集開通期間的毫伏級信號，又准確採集斷開期間出現的高電壓。要捕獲該信號，示波器的垂直范圍應設為每分度100伏。

在此設置下，示波器可以接受高達1000V的電壓，這樣就可以採集700V的信號而不會使示波器過載。使用該設置的問題在於最大靈敏度(能解析的最小信號幅度)變成了1000/256，即約為4V。

有的示波器軟體可以解決這個問題，用戶可以把設備技術數據中的RDSON或VCEsat值輸入圖4所示的測量菜單中。如果被測電壓位於示波器的靈敏度范圍內，也可以使用採集的數據進行計算，而不是使用手動輸入的值。

4.消除電壓探頭和電流探頭之間的時間偏差

要使用數字示波器進行電源測量，就必須測量MOSFET開關器件(如圖2所示)漏極、源極間的電壓和電流，或IGBT集電極、發射極間的電壓。該任務需要兩個不同的探頭：一支高壓差分探頭和一支電流探頭。後者通常是非插入式霍爾效應型探頭。

這兩個延遲的差(稱為時間偏差)，會造成幅度測量以及與時間有關的測量不準確。一定要了解探頭傳輸延遲對最大峰值功率和面積測量的影響。探頭沒有正確進行「時間偏差校正」時，開關損耗之類測量的准確性就會影響。

有的電源測量軟體可以自動校正所選探頭組合的時間偏差。軟體控制示波器，並通過實時電流和電壓信號調整電壓通道和電流通道之間的延遲，以去除電壓探頭和電流探頭之間傳輸延遲的差別。

還可以使用一種靜態校正時間偏差的功能，但前提是特定的電壓探頭和電流探頭有恆定、可重復的傳輸延遲。靜態校正時間偏差的功能根據一張內置的傳輸時間表，自動為選定探調整選定電壓和電流通道之間的延遲。該技術提供了一種快速而方便的方法，可以將時間偏差降至最小。

5.消除探頭零偏和雜訊

差分探頭和電流探頭可能會有很小的偏置。應在測量前消除這一偏置，因為它會影響測量精度。某些探頭採用內置的自動方法消除偏置，其它探頭則要求手動消除偏置。

6.消除偏置

大多數差分電壓探頭都有內置的直流零偏修整控制，這使消除零偏成為一件相對簡單的步驟：准備工作完成之後，接下來：

將示波器設置為測量電壓波形的平均值；選擇將在實際測量中使用的靈敏度(垂直)設置；

不加信號，將修整器調為零，並使平均電平為0V(或盡量接近0V)。相似地，在測量前必須調節電流探頭。在消除零偏之後：將示波器靈敏度設置為實際測量中將要使用的值；

關閉沒有信號的電流探頭；將直流平衡調為零；把中間值調節到0A或盡可能接近0A；

注意，這些探頭都是有源設備，即使在靜態，也總會有一些低電平雜訊。這種雜訊可能影響那些同時依賴電壓和電流波形數據的測量。有的示波器包含一項信號調節功能(圖10)，可以將固有探頭雜訊的影響降至最低。

7.記錄長度在電源測量中的作用

示波器在一段時間內捕獲事件的能力取決於所用的采樣速率，以及存儲採集到的信號樣本的存儲器的深度(記錄長度)。存儲器填充的速度和采樣速率成正比。如果為了提供詳細的高解析度信號而將采樣速率設得很高，存儲器很快就會充滿。

對很多開關電源電源測量來說，必須捕獲工頻信號的四分之一周期或半個周期(90或180度)，有些甚至需要整個周期。這是為了積累足夠的信號數據，以在計算中抵消工頻電壓波動的影響。

8.識別真正的Ton與Toff轉換

為了精確地確定開關轉換中的損耗，首先必須濾除開關信號中的振盪。開關電壓信號中的振盪很容易被誤認為開通或關斷轉換。這種大幅度振盪是開關電源在非持續電流模式(DCM)和持續電流模式(CCM)之間切換時電路中的寄生元件造成的。

圖11以簡化形式表示出了一個開關信號。這種振盪使示波器很難識別真正的開通或關斷轉換。一種解決方法是預先定義信號源進行邊沿識別、參考電平和一個遲滯電平。信號復雜度和測量要求不同，將測得信號本身作為邊沿電平的信號源。或者，也可以指定某些其它的整潔的信號。

(8)檢測開關電源的測試方法擴展閱讀

在某些開關電源設計(如有源功率因數校正變流器)中，振盪可能要嚴重得多。DCM模式大大增強了振盪，因為開關電容開始和濾波電感產生共振。僅僅設置參考電平和磁滯電平可能不足以識別真正的轉換。

這種情況下，開關器件的柵極驅動信號可以確定真正的開通和關斷轉換，這樣就只需要適當設置柵極驅動信號的參考電平和磁滯電平。

『玖』 buck開關電源性能分析_開關電源電性能測試標准和方法

開關電源電氣性能測試標准和方法

I. 測試標准

一. 電性能標准

1. 輸入電壓100-240VAC

2. 輸入頻率47-63Hz

3. 總諧波失真小於20%

4. 功率因數大於90%

5. 效率大於90%

6. 電壓調整率小於2%

7. 負載調整率小於2%

二. 耐用性標准

1. 開路保護

2. 短路保護

3. 過功率保護

4. 抗雷擊大於4KV

5. 環境溫度-40℃~70℃

6. 電源電壓開關次數大約於1000次

7. 壽命大於50000Hr

三. 防護等級標准

1. IP67:

II. 測試方法

一. 電性能測試方法

1. 設備：數字電參數測量儀，萬用表，調壓器，可調負載。

2. 測試方法：電源接標稱功率的80%-90%的負載。串於數字

電參數測量儀後，開燈測量。調壓器先將電源電壓調至AC100V,60Hz。測量開關電源的輸出電壓並記錄。再將電源調至AC240V,50Hz。測量開關電源的輸出電壓並記錄。計算出輸出電壓相對變化量。輸入電壓標稱值220VAC，50Hz時，可調負載在標稱值的10%-100%范圍變化，測量開關電源的輸出電壓並記錄。計算出輸出電壓相對變化量。

二 耐用性測試方法:

1. 設備：雷擊測試儀,萬用表, 可調負載,恆溫箱，計數器，

時鍾，老化台。

2. 開路保護：電源輸出端不接入負載，接通額定電壓並

持續1Hr後，再接入標稱負載，電源應能正常工作。

3. 短路保護：電源輸出端正負極直接短路，接通額定電

壓並持續昌指1Hr後，再斷開正負極短路裝置，接入標稱負載，電源應能正常工作。

4. 過功率保護：當輸出端接入超出標稱值負載時，電源

應自動降低功率輸出。

5. 抗雷擊保護：雷擊測試儀

6. 環境溫度測試：恆溫箱溫度調至60℃，開關電源置於

恆溫箱內，外接正常負載。開燈並持續1Hr。然後將開關電源移至-25℃的恆溫箱內，開燈並持續1Hr。如此循環5次。

7. 電源電壓開關測試：在額定電源電壓下，電源開啟和

關閉各耐斗配30s。無負載情況銷滲下循環200次。最大負載情況下循環800次。

8. 壽命測試:路燈置於老化台上，持續工作。直至開關電

源無法工作。記錄時間。

三 防護等級測試方法：

1. 設備：水箱，時鍾。

2. 測試方法：在標准大氣壓下，開關電源置於水箱中，

樣品底部距水底至少1米，樣品頂部距水面至少

0.15米。時間30分鍾。

『拾』 12V開關電源質量好壞如何用簡單的方法測試

檢測電源好壞的辦法就是負載老化，時間拉長一些，不建議你120%老化，很多廠家的過流保護限制在110%左右，你就按照200W的功率老化它，老化幾天試試，看看輸出電壓是否穩定，就能測試出電源的質量的