电源大师课初级---1.电源系统架构和基本测试
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1.电源系统架构
什么是电源系统架构?
将粗糙不稳的输入转化为一个稳定精准的直流输出,给系统IC或者负载供电。
2.效率及静态电流的测试
2.1效率测试
(1)为什么要测效率?
影响系统可靠性和散热
输出功率/输入功率
冷机效率--一上电测的效率
热机效率--机器满载运行一段时间后再进行测试
ps:随着温度上升 电源损耗增加,故一般 热机效率低于冷机效率。
2.2静态电流测试
(1)为什么要测静态电流?
对于手持设备而言,静态电流的大小决定了锂电池工作时长。
(2)怎么样用3位半(只能测毫安)数字万用表来测试几微安的电流?
三位半万用表是万用表能显示的最大数是1999,3位是指后面3位能显示0-9共十个数字,
半位是指最前面一位只能显示1或不显示。
思路:输入回路中,串入10K电阻,测量其电压,测电阻上的电压,电压/10k电阻,即可得到电流。
问题点:但是电源的启动时,输出端电容需要充电,所需输入端的电流是mA级别的,
如果此时用10K电阻串联会一直限流,会限流导致电源无法正常工作。
解决办法:并联二极管(可以使用直插型MOS管的DS极寄生二极管)来短路10K电阻,
等正常工作后,再取掉二极管,测试10K电阻上的电压,
3.输出测试
3.1输出电压调整率
源调整率--输入电压变化,输出电压变化情况
输入12V 空载情况下 输出3.329V
最低工作电压6V 空载情况下 输出3.329V
负载调整率--输出负载变化,输出电压的变化情况
输入12V 空载情况 输出电压3.328V
输入12V 满载3A 输出电压为3.302V
温度调整率--电源从最低工作温度到最高工作温度,输出电压变化情况
实际情况下需要高低温来进行全面测试。
3.2纹波测量
20Mhz带宽---滤除 不想要的噪声
最小接地环---没有接地环可以用焊锡丝来绕一个接地环
测量位置---选择输出末端陶瓷电容进行测量
举个例子某芯片实测结果--有接地环 纹波13mV 无接地环30mV
3.3动态负载测试---电源对负载跳变的反应
变化斜率--负载由低电流迅速变成大电流输出电感来不及反应,多余的电流由电容提供,会出现过冲。
电容对动态的影响---增大电容能够减小正负过冲,但电容增大意味着成本和封装的增大
电感对动态的影响---电感值越小 动态效果越好,反之。
3.4.纹波是如何产生的
电感的纹波电流施加在电容上---电感上的电流不是恒定的直流,而是直流上叠加了一个交变的AC电流,负载拉出去的是一个恒定的直流,AC电流流入电容中去,在电容上就会产生纹波,纹波有阻性分量和容性分量,对于铝电解电容而言,容量比较大,容性分量比较小,ESR比较大。陶瓷电容相反,ESR小 容性分量大。
4.自制电子负载测试
结论:1.电感越大 纹波越大
2.电容越大 纹波越小
3.电流变换率越缓,纹波越小