從設(shè)計(jì)到維修，全方位學(xué)習(xí)開關(guān)電源

　　（8）有效的屏蔽措施

　?。?）合理的PCB設(shè)計(jì)

　　4.高頻變壓器漏感的控制

　　高頻變壓器的漏感是功率開關(guān)管關(guān)斷尖峰電壓產(chǎn)生的重要原因之一，因此，控制漏感成為解決高頻變壓器帶來的EMI首要面對(duì)的問題。

　　減小高頻變壓器漏感兩個(gè)切入點(diǎn)：電氣設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)！

　　（1）選擇合適磁芯，降低漏感。漏感與原邊匝數(shù)平方成正比，減小匝數(shù)會(huì)顯著降低漏感。

　?。?）減小繞組間的絕緣層?，F(xiàn)在有一種稱之為“黃金薄膜”的絕緣層，厚度20～100um，脈沖擊穿電壓可達(dá)幾千伏。

　?。?）增加繞組間耦合度，減小漏感。

　　5.高頻變壓器的屏蔽

　　為防止高頻變壓器的漏磁對(duì)周圍電路產(chǎn)生干擾，可采用屏 蔽帶來屏蔽高頻變壓器的漏磁場。屏蔽帶一般由銅箔制作，繞在變壓器外部一周，并進(jìn)行接地，屏蔽帶相對(duì)于漏磁場來說是一個(gè)短路環(huán)，從而抑制漏磁場更大范圍的 泄漏。

　　高頻變壓器，磁心之間和繞組之間會(huì)發(fā)生相對(duì)位移，從而導(dǎo)致高頻變壓器在工作中產(chǎn)生噪聲（嘯叫、振動(dòng)）。為防止該噪聲，需要對(duì)變 壓器采取加固措施：

　　（1）用環(huán)氧樹脂將磁心（例如EE、EI磁心）的三個(gè)接觸面進(jìn)行粘接，抑制相對(duì)位移的產(chǎn)生；

　?。?）用“玻璃珠”（Glass beads）膠合劑粘結(jié)磁心，效果更好。

　　開關(guān)電源紋波的測量

　　基本要求：使用示波器AC耦合 ，20MHz帶寬限制 ，拔掉探頭的地線

　　1，AC耦合是去掉疊加的直流電壓，得到準(zhǔn)確的波形。

　　2，打開20MHz帶寬限制是防止高頻噪聲的干擾，防止測出錯(cuò)誤的結(jié)果。因?yàn)楦哳l成分幅值較大，測量的時(shí)候應(yīng)除去。

　　3，拔掉示波器探頭的接地夾，使用接地環(huán)測量，是為了減少干擾。很多部門沒有接地環(huán)，如果誤差允許也直接用探頭的接地夾測量。但在判斷是否合格時(shí)要考慮這個(gè)因素。

　　還有一點(diǎn)是要使用50Ω終端。橫河示波器的資料上介紹說，50Ω模塊是除去DC成分，精確測量AC成分。但是很少有示波器配這種專門的探頭，大多數(shù)情況是使用標(biāo)配100KΩ到10MΩ的探頭測量，影響暫時(shí)不清楚。

　　上面是測量開關(guān)紋波時(shí)基本的注意事項(xiàng)。如果示波器探頭不是直接接觸輸出點(diǎn)，應(yīng)該用雙絞線，或者50Ω同軸電纜方式測量。

　　在測量高頻噪聲時(shí)，使用示波器的全通帶，一般為幾百兆到GHz級(jí)別。其他與上述相同?？赡懿煌墓居胁煌臏y試方法。歸根到底第一要清楚自己的測試結(jié)果。第二要得到客戶認(rèn)可。

　　同時(shí)，開關(guān)電源工作時(shí)，輸入端的電壓Vin不變，但是電流是隨開關(guān)變化的。這時(shí)輸入電源不會(huì)很好地提供電流，通常在靠近電流輸入端（以BucK型為例，是SWITcH附近），并聯(lián)電容來提供電流。

　　上面這種做法對(duì)減小紋波的作用是有限的。因?yàn)轶w積限制，電感不會(huì)做的很大；輸出電容增加到一定程度，對(duì)減小紋波就沒有明顯的效果了；增加開關(guān)頻率，又會(huì)增加開關(guān)損失。所以在要求比較嚴(yán)格時(shí)，這種方法并不是很好。關(guān)于開關(guān)電源的原理等，可以參考各類開關(guān)電源設(shè)計(jì)手冊(cè)。

　　采樣點(diǎn)選在LC濾波器之后（Pb），這樣輸出電壓就是我們所希望得到的電壓。但是這樣在電源系統(tǒng)內(nèi)部引入了一個(gè)電感和一個(gè)電容，有可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。關(guān)于系統(tǒng)穩(wěn)定，很多資料有介紹，這里不詳細(xì)寫了。

　　以上是關(guān)于開關(guān)電源紋波，總結(jié)的一些內(nèi)容，如果能加些波形就更好了。雖然可能不太全，但對(duì)一般的應(yīng)用已經(jīng)足夠了。關(guān)于噪聲抑制，實(shí)際中并不一定全部應(yīng)用，重要的是根據(jù)自己的設(shè)計(jì)要求，比如產(chǎn)品體積，成本，開發(fā)周期等，選擇合適的方法。
　開關(guān)電源測試方法

開關(guān)電源測試系統(tǒng)

　　一． 耐電壓

　?。℉I.POT，ELECTRIC STRENGTH ，DIELECTRIC VOLTAGE WITHSTAND）KV
　　1.1 定義：于指定的端子間，例如：I/P-O/P，I/P-FG，O/P-FG間，可耐交流之有效值，漏電流一般可容許10毫安，時(shí)間1分鐘。
　　1.2 測試條件：Ta：25攝氏度；RH：室內(nèi)濕度。
　　1.3 說明：
　　1．3．1 耐壓測試主要為防止電氣破壞，經(jīng)由輸入串入之高壓，影響使用者安全。
　　1．3．2 測試時(shí)電壓必須由0V開始調(diào)升，并于1分鐘內(nèi)調(diào)至最高點(diǎn)。
　　1．3．2 放電時(shí)必須注意測試器之Timer設(shè)定，于OFF前將電壓調(diào)回 0V。
　　1．3．3 安規(guī)認(rèn)證測試時(shí)，變壓器需另行加測，室內(nèi) ，溫度25攝氏度，RH：95攝氏度，48HR，后測試變壓器初/次級(jí)與初級(jí)/CORE。
　　1．3．5生產(chǎn)線測試時(shí)間為1秒鐘。

　　二．紋波噪聲（漣波雜訊電壓）

　?。≧ipple Noise）%，mv
　　2．1定義：
　　直流輸出電壓上重疊之交流電壓成份最大值（P-P）或有效值。
　　2．2測試條件：
　　I/P： Nominal
　　O/P ： Full Load
　　Ta ： 25℃
　　2．3說明：
　　2．3．1示波器之GND線愈短愈好，測試線得遠(yuǎn)離PUS。
　　2．3．2使用1：1之Probe。
　　2．3．3 Scope之BW一般設(shè)定于20MHz，但是對(duì)于目前的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品測試紋波噪聲最好將BW設(shè)為最大。
　　2．3．4 Noise與使用儀器，環(huán)境差異極大，因此測試必須表明測試地點(diǎn)。
　　2．3．5測試紋波噪聲以不超過原規(guī)格值 +1%Vo。

　　三．漏電流（洩漏電流）

　?。↙eakage Current）mA
　　3．1定義：
　　輸入一機(jī)殼間流通之電流（機(jī)殼必須為接大地時(shí)）。
　　3．2測試條件：
　　I/P：Vin max.×1.06（TUV）/60Hz
　　Vin max.（UL1012）/60Hz
　　O/P： No Load/Full Load
　　Ta： 25 ℃
　　3．3說明：
　　3．3．1 L，N均需測。
　　3．3．2UL1012 R值為1K5。
　　TUV R值為2K/0。15uF。
　　3．3．3漏電流規(guī)格TUV：3。5mA，UL1012:5mA。

　　四．溫度測試

　?。═emperature Test）
　　4.1定義：
　　溫度測試指PSU于正常工作下，其零件或Case溫度不得超出其材質(zhì)規(guī)
　　格或規(guī)格定值。
　　4．2測試條件：
　　I/P： Nominal
　　O/P： Full Load
　　Ta ： 25℃
　　4．3測試方法：
　　4．3．1將Thermo Coupler（TYPE K）穩(wěn)固的固定于量測的物體上
　?。ㄋ俑?、Tape或焊接方式）。
　　4．3．2 Thermo Coupler于末端絞三圈后焊成一球狀測試。
　　4．3．3我們一般用點(diǎn)溫計(jì)測量。
　　4．4測試零件：
　　熱源及易受熱源影響部分
　　例如：輸入端子、Fuse、輸入電容、輸入電感、濾波電容、橋整、熱
　　敏、突波吸收器、輸出電容、輸出電容、輸出電感、變壓器、鐵芯、
　　繞線、散熱片、大功率半導(dǎo)體、Case、熱源零件下之P.C.B.……。
　　4．5零件溫度限制：
　　4．5．1零件上有標(biāo)示溫度者，以標(biāo)示之溫度為基準(zhǔn)。
　　4．5．2其他未標(biāo)示溫度之零件，溫度不超過P.C.B.之耐溫。
　　4．5．3電感顯示個(gè)別申請(qǐng)安規(guī)者，溫升限制65℃Max（UL1012），75℃ Max（TUV）。

　　五．輸入電壓調(diào)節(jié)率

　?。↙ine Regulation）， %
　　5．1定義：
　　輸入電壓在額定范圍內(nèi)變化時(shí)，輸出電壓之變化率。
　　Vmax-Vnor
　　Line Regulation（+）=------------------
　　Vnor
　　Vnor-Vmin
　　Line Regulation（-）=------------------
　　Vnor
　　Vmax-Vmin
　　Line Regulation=----------------
　　Vnor
　　Vnor：輸入電壓為常態(tài)值，輸出為滿載時(shí)之輸出電壓。
　　Vmax：輸入電壓變化時(shí)之最高輸出電壓。
　　Vmin：輸入電壓變化時(shí)之最低輸出電壓。
　　5．2測試條件：
　　I/P：Min./Nominal/Max
　　O/P:Full Load
　　Ta:25℃
　　5．3說明：
　　Line Regulation 亦可直接Vmax-Vnor與Vmin-Vnor之±最大
　　值以mV表示，再配合Tolerance%表示。

　　六．負(fù)載調(diào)節(jié)率
　?。↙oad Regulation）%

　　6．1定義：
　　輸出電流于額定范圍內(nèi)變化（靜態(tài)）時(shí)，輸出電壓之變化率。
　　|Vminl-Vcent|
　　Line Regulation（+）=------------------×100%
　　Vcent
　　|Vcent-VfL|
　　Line Regulation（-）=------------------×100%
　　Vcent
　　|VminL-VfL|
　　Line Regulation（%）=----------------×100%
　　Vcent
　　VmilL：最小負(fù)載時(shí)之輸出電壓
　　VfL：滿載時(shí)之輸出電壓
　　Vcent：半載時(shí)之輸出電壓