開關(guān)電源的軟啟動(dòng)過程分析

　　簡(jiǎn)介：過去，要測(cè)試電源的特征，我們只是停留在用萬(wàn)用表測(cè)量靜態(tài)電流和電壓，并用計(jì)算器進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算。今天，示波器成為了很多工程師的首選電源測(cè)量平臺(tái)。有些高性價(jià)比的示波器甚至配備了電源分析軟件，簡(jiǎn)化了設(shè)置，并使得動(dòng)態(tài)測(cè)量更為容易。

　　開關(guān)管作為開關(guān)電源里面最重要的器件之一，在電源調(diào)試中也是受關(guān)注的重中之重。開關(guān)管的關(guān)斷和導(dǎo)通動(dòng)作，實(shí)際上是一個(gè)比較復(fù)雜的過程，但我們先可以把它進(jìn)行簡(jiǎn)單化分析。例如，當(dāng)電源開關(guān)管導(dǎo)通或截止的時(shí)候，我們就把它看成是一個(gè)理想的開關(guān)，其工作時(shí)只有兩種狀態(tài)，通或斷。

　　過去，要測(cè)試電源的特征，我們只是停留在用萬(wàn)用表測(cè)量靜態(tài)電流和電壓，并用計(jì)算器進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算。今天，示波器成為了很多工程師的首選電源測(cè)量平臺(tái)。有些高性價(jià)比的示波器甚至配備了電源分析軟件，簡(jiǎn)化了設(shè)置，并使得動(dòng)態(tài)測(cè)量更為容易。

　　簡(jiǎn)單地說，電源開關(guān)管導(dǎo)通和關(guān)斷都是需要時(shí)間的。一般都簡(jiǎn)單地把開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間ton分為導(dǎo)通延時(shí)時(shí)間td和導(dǎo)通上升時(shí)間tr，而把開關(guān)管關(guān)閉時(shí)間toff分為關(guān)閉延時(shí)時(shí)間tstg(或稱關(guān)閉貯存時(shí)間)和關(guān)閉下降時(shí)間tf，如圖1所示。

　　圖1 電源開關(guān)管導(dǎo)通和關(guān)閉過程的測(cè)試簡(jiǎn)化波形

　　開關(guān)電源在第一個(gè)工作周期，由于輸出電壓要對(duì)濾波儲(chǔ)能電容充電，充電電流很大，負(fù)載會(huì)很重，因此一般的開關(guān)電源都要采取軟啟動(dòng)措施，開始的時(shí)候占空比很小，然后才慢慢地趨于正常。也就是在開始的時(shí)候，工作電壓比較低，然后才慢慢升高到正常值。這個(gè)時(shí)間一般會(huì)比較長(zhǎng)，可能會(huì)長(zhǎng)達(dá)幾百毫秒，這個(gè)時(shí)候會(huì)非?？简?yàn)示波器的存儲(chǔ)能力。ZDS2024 Plus標(biāo)配的250M存儲(chǔ)深度，能在觀察記錄一秒的波形同時(shí)還能保證500Msa/s的采樣率，這在很多情況下是非常富余的。

　　一款開關(guān)電源的輸出端的上電波形，可以看到電源在1.64秒內(nèi)，有兩個(gè)緩沖上升的過程。如圖2所示。

　　圖2 一款開關(guān)電源的上電輸出波形

　　圖3 開關(guān)管測(cè)試