直流电源模块测试说明

发布时间:2021-02-02   来源:文档文库   
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. Standard testing wiring. (see figure 1. 標準測試接線(見圖一

AV+VinVoAVC1VRDC / DC變 換 器-VinGND



. Testing equipment requirements測試儀器要求 1. DC power equipment: 直流電源裝置:Voltage adjusting range should be able to cover the Input Voltage range of DC-DC Converter.; Output current should be over the maximum input power of DC-DC Converter being tested. 壓調節範圍要能滿足DC/DC變換器的輸入電壓範圍,輸出電流應該大於被測DC/DC變換器的最大輸入電源。
(a. The maximum input current of DC-DC Converter: DC/DC變換器的最大輸入電流=maximum output efficiency of DC-DC Converter tested ÷typical efficiency * minimum input voltage of DC-DC Converter. 被測電源變換器最大輸出功率÷典型效率*電源變換器最低輸入電壓。
2. Ripple-reading equipment識波器:For bandwidth 0~20MHz, if you are using 50MHz-up ripple-reading machine, pls use the bandwidth with restriction at 0~20 MHz.帶寬為0~20MHz, 如使用50MHz以上帶寬識波器, 請使用帶寬限制位置為(0 ~ 20MHz
3. Detection of Ripple-reading 識波器探測:選用帶有地線環(如因距離過長而無法靠接被測變換器輸入管腳,可自制地線線套20MHz識波器探測,如圖二,測量紋波和噪聲的方法為直接靠接輸出端子,以避免輻射和共模噪聲對測量的干擾。
4. 電壓表:用於測量輸出電壓的電壓表必須用計量過四位半或四位半以上精度的數字電壓表。 5. 電流表:計量過的三位半或四位半數字電流表。
6. 變阻器:VR選用無感變阻器或電子負載(恒阻模式,如選用有感變阻器,則要並聯電容C1C1般取10µF的鉭質電解電容,耐壓大於模壓變壓器的輸出電壓。



地線環
到識波器
探針
到識波器
接地面
自製地線套


.基本參數及測試辦法
1. 電壓精度:按圖一聯接電器
(a. 在標稱輸入電壓和標稱輸出負載的條件下,實測輸出電壓U與輸出電壓標稱值Uo之差,輸出電壓標稱值的百分比。
UUUo電壓精度=* 100% = * 100% (公式一
UoUo式中:U:實測輸出電壓
Uo:標稱輸出電壓 2. 源效應:按圖一聯接電路
(a. 接入額定負載,在戊許範圍內調節輸入電壓,測量輸出電壓的變化量與輸出電壓標稱值的百分比,電壓調整率按(公式一計算。 3. 負載效應:按圖一聯接電路
(a. 在標稱輸入電壓條件下,輸出電流從20%標稱負載到100%標稱負載變化時,測量輸出電壓的變化量與輸出電壓標稱值的百分比,負載調整率按(公式一計算。
+Vin-VinCVount1
V
GND
C
LOAD+Vin-VinVount1GNDrL1VrL2LOADVount2Vount3 FG REMGND
Vount4
V FGVount2Vount3GNDVount4LOAD REM


(b.

注意:在測量這一參數時,應排除引線電阻所引起的誤差,如圖三、四所示:圖三是正確的接法(包括:單引出腳和雙引出腳。圖四為不正確接法,引線電阻RL1RL2引起的誤差往往可能大於電源本身的負載調整率。 例如:假定RL1 = RL2 = 1mΩ,那麼5A的負載電流引起的電壓壓降為:V = (RL1+RL2 * Io = 10mV。對於SMP-1251SC這樣的變

換器,負載效應為:0.2%Max,5V輸出允許±10mV變化,引線的電壓降已與此相當。為了保證較高的負載調整率,對於具有±S功能的電源變換器,應將+S端接Vo1負載正遄或接2Vo1,-S端接負載負端或GND1電阻相當於直徑1.16mm(載面積為1mm,長度為60mm銅導線的電阻。

噪聲脈衝 p-pΔVoact01 / f


10μF+Vin電源-VinVount1GND負載Vount2Vount3 FG REMGND
Vount450ΩcoaX50Ω
12"
+Vin
電源-VinVount1GND
雙餃線
到識波器C=47367μF(Sprague 150DVount2Vount3 FG REMGNDVount42" max1"接地面



4. 紋波與噪聲
(a. 並聯電源的這項指標不同於線性電源。 線性電源的噪聲指電源內部有源器件,如還放、基准、晶體管的固有噪聲在電源輸端上的反應。這種噪聲主要以白噪聲的形式出現,伴有一定量的並聯噪聲。而紋波主要指源輸出端上50Hz100Hz(全波或橋式整流的成分。並聯電源的紋波和噪聲則如圖五所示。一般建議外瞉FG端接輸入地上。 (b. 圖六、圖七為測量紋波及噪聲的其中兩種接法。
(c. 採用以上方法,主要是排除識波器與供電電源通過電網產生的共模干擾噪聲及並聯電源電磁輻對識波器探測感應出的噪聲,紋波的頻率(f取決於電源的並聯頻率,SMP-1250系電源的紋波頻率約為300kHz。輸入電壓為上限值是紋波幅值最大,波形如圖五,降低紋波可增大濾波電容,增加LC濾波的方法解決。噪聲測量用識波器並行。對識波器的要求是:帶寬為0 ~ 20MHz。請注意紋波及噪聲的測量方法,我們推蔗圖二所示的測量方法,指標第紋波和噪聲的數據就是以此方法測得。

5. 溫度穩定性:輸出電壓隨工作溫度變化率表達式為:TCOEFF = ( V / VONOM / T。工作溫度範圍不應超出指標第給定的範圍。在這一範圍內變換器的瞉溫會有上升。如SMP-1250系列DC/DC變換器的溫升為25,即:環境溫度+25 = 瞉溫。在測量溫度穩定性時不要忽略這一點。一般測量方法為:通電半小時後,測得一輸出電壓值Vo(這時環境溫度為25,而後在給定的最高工作溫度點和最低工作溫度點各測得Vo,後進行測算。SMP-1250系列DC/DC變換器的典型溫度特性曲線如圖八所示。

-551.0+25+100t ( ℃



. 典型應用
1. 單路或雙路輸出的典型應用
a. 圖一、一般接法:適用於電源輸出端到電負載距離近的情況,如變換器焊裝在PCB板上。 (a. 注:單路輸出變換器Vo2NC。如有多個負載,請按圖一所示方法連接,以避免公共阻抗對電路的干擾。



FUSE+Vin-VinCiDZVo1GNDVo2LOAD
C1
C2 FG REM+STRIM-S

(b. DZ選用瞬態過壓抑制二極體,用於抑制一次電源產的高壓峰,表一、表二為25W DC / DC變換器外圍電路元件推蔗表。

輸入電壓Vi 輸入保險絲Fuse 輸入濾波電容Ci 瞬態過壓抑制二極體DZ A(9-18Vdc 10A 47µF / 25V 22V B(18-36Vc 5A 10µF / 50V 40V C(36-72Vc 2A 3.3µF / 100V 75V D(72-144Vc 1.5A 1µF / 200V
150V
輸出電容最大值Comax 輸出電壓 Vo 輸出電容推蔗值Co 主路Vo1 輔路Vo2-4 2V ~ 5V 1000µF 20000µF 10000µF 5V ~ 15V 220µF 4700µF 1000µF 15V ~ 24V 47µF 1000µF 220µF 24V ~ 48V 10µF 220µF 47µF

(c. 1:所有外圍元件並非必要的。
(d. 2:輸出電容Co如用鉭電解電容,則選用10µF ~ 100µF便可。
(e. 3:輸出電容Co如超過表二中的Comax,則有可能造成變換器無法啟動。 b. 圖二、輸出電壓可調電路(電壓調整範圍詳見技術指標書
(a. 變換器輸出引線較長,引線電阻偏大時,可用此法將負載電壓調至額定電壓,但負載兩端測出的負載調整率將達到不規定值。
(b. 注意:引線電阻rL1rL1上電壓降之和最大不能超過0.5V,否則將使模組內部輸出端口的箝位二極體貫穿,造成永久性損環。
(c. 調節特性說明:變換器輸出電壓下調時,按照輸出電壓調節的百分比,效率將會降低,輸出紋波占輸出電壓的比率將會加大,輸入電壓範圍將會變寬。反之則相反。輔助輸出電壓跟主路輸出電壓的調節而變化。




rL1+Vin-VinCDZVo1GNDVo2LOADrL2 FG REM+STRIM-SVR = 10K


c. 圖三、負載接還端探測線電路
(a. 本接法能保證負載電壓為額定電壓,負載效應為額定指標。 (b. 注意:引線總壓降應小於0.5V


+Vin-VinCDZVo1GNDVo2LOAD FG REM+STRIM-S



d. 圖四、負載接還端探測線的可調電路
(a. 輸出電壓在一定範圍調整時,可保證負載效應達到技術指標(電壓調整範圍及負載調整率詳見技術指標書
(b. 注意:引線總壓降與輸出電壓上調量和應小於0.5V

+Vin-VinCDZVo1GNDVo2LOAD FG REM+STRIM-SVR = 10K


e. 圖五、兩組輸出相互隔離的變換器
(a. 主路輸出與輔路輸出是完全隔離的,隔離電壓大於500Vdc,其它性能和參數與普通變換器一樣。採用圖六的接法可得到兩組正輸出電壓。



LOADFUSE
LOADFUSE
++Vin-VinCDZVo1GND1GND2Vo2
LOAD+Vin-VinVo1GND1GND2Vo2+LOAD
-

CDZ FG REM FG REM




2. 三路及四路輸出的典型應用
a. 圖七、 SMP-1250T三路輸出變換器與SMP-1250Q四路輸出變換器的GNDCOM在內部導通。SMP-1250TI三路隔離輸出變換器與SMP-1250QI四路隔離輸出變換器的GNDCOM內部不導通,即為兩組隔離電源。
b. 注:三路電源的Vo2NC

+Vin-VinCVo1GNDVo2LOAD FG REMVo3COMVo4



c. 圖八、三組相互隔離輸出的電源變換器GND1,GND2,COM在變換器內部均不導通。

+Vin-VinCVo1GND1GND2Vo2Vo3COMVo4LOADFGREM


3. 輸入極性說明
a. 接到變換器的一次電源有正負之分, +48V(+24V,-48V(-24V,但無論正負,連接時+Vin端要接到高電位,-Vin要接到低電位,輸入端的極性絕對不能接錯否則將造成永久性損環或性能惡化另外,由於變換器的輸入端與輸出端是隔離的,因此輸出端任一管腳與輸入端的任一管腳連接,都不會影響變換器正常工作。圖九的輸入為+48V(+24V輸出為-5V。圖十的輸入為

-48V(-24V,輸出的+5V


+Vin-VinCVo1GNDSMP-1251SNCLOADC+Vin-VinVo1GNDNCLOAD FG REM+STRIM-S FG REM+STRIM-S




4. 輸入反極性保護電路
a. 圖十一是在變換器的 +Vin端串聯一只二極體D, D的耐壓和電流應大於變換器的最大輸入電壓和電流,注意考慮二極體D上的功耗和溫升應在安全工作範圍內。

+Vin-VinCVo1GNDVo2LOAD FG REM+STRIM-S 十一

b. 圖十二是在變換器的 +Vin端反並聯一只二極體D, D的耐壓應大於變換器的最大輸入電壓,流應大於變換器的最大保險絲的熔斷電流,注意考慮二極體D上的瞬態功耗和瞬態溫升應在安全工作範圍內。


FUSE+Vin-VinCDZVo1GNDVo2LOAD FG REM+STRIM-S 十二




5. 輸入瞬態過壓保護電路,見圖十三。
a. 瞬態抑制電平取決於瞬變劇烈程度,齊納二極體DZ作為宜流瞬態電壓限幅器,對於100µS以下的瞬態電壓有抑制作用,同時提供輸入反極性保護。應選其限壓值高於變換器輸入電壓上限的齊納二極管,使之不會在正常工作時導通或過熱損壞。對於較大能量的瞬態電壓有必要接一個LC濾波器(L1C1 LC濾波器對瞬態能量和稱份作用,而齊納二極體DZ能削減尖峰電壓。L2為共濾波器電感,濾除輸入端的共模噪聲。

L1
L2
C1FUSE+Vin-VinC2DZVo1GNDVo2LOAD FG REM+STRIM-S 十三

6. 遙控並聯應用電路
a. 圖十四為直接應用TTL電平控制方式,圖十五為利用三極體控制方式。如不使用此功能,可使REM端懸空或接 +Vin


FUSE

+Vin-VinCDZVo1GNDVo2LOADFUSE+Vin-VinCDZVo1GNDVo2LOAD FG REMTTL 電平+STRIM-S FG REM+STRIM-S 十四

十五




7. 外接輸出濾波電感應用電路,見圖十六。
a. 用此電路可迅速的衰減奱換器的紋波和噪聲,但因為外接的LC濾波器會引入新的相移,所以嚴禁使用還端探測功能,否則將引起變換器輸出產生表蕩,嚴重時會損壞變換器。 用戶可以使用變換器的輸出調節功能(TRIM,但變換器輸出端到負載端引線電阻上電壓降與輸出電壓上調值之和不能大於0.5V, Lo一般取媿µH便可,注意Lo上的功耗。



Lo+Vin-VinC2DZVo1GNDVo2Lo
LOAD FG REM+STRIM-SVR = 10K 十六

8. 電磁兼容性的考慮
a. SMP-1250系列變換器的輸入與輸出,輸入與外瞉,輸出與外瞉均為隔離的。 在使用時,用戶可根據系統的需要來連接。
b. 注意:變換器的外瞉不應懸空,將其接到輸入地或輸出地對降低干擾是有利的。(一般情況外瞉FG端輸入地

9. 多環變換器輸入組合應用電路
a. 圖十七為多組輸入電源系統,因為SMP-1250系列變換器的輸入與輸出端都是隔離的,故可用多個變換器組成多組輸入的電源系統。圖中上面兩環變換器的型號為SMP-1250,下一環型號為SMP-1250D

FUSE

+Vin-VinVo1GNDNC+ 5 V FG REMCiFUSE+STRIM-SVR+Vin-VinVo1GNDNCGND FG REM+STRIM-SVR+ 12 VFUSE+Vin-VinVo1GNDVo2- 12 V FG REM+STRIM-S
十七


10. 輸出過壓保護電路
a. 隔離型的變換器處理上講,基本不會有輸出過壓現象(這一點不同於串聯穩壓電源,所以無需再加過壓保護電路我們推蔗圖十八所示電,便適用於對過壓要求極其嚴格的應用電路,供用戶


參考。

+Vin-VinCiVo1GNDVo2CoLOAD FG REM+STRIM-S

.並聯使用
1. 輸出端接有二極體D的熱備份應用電路,見圖十九這種應用方法可以大大提高系統可靠性,可用於不停機維持,或更換故障變換器。輸出電壓低於30V, D選用壓降低的肖特基二極體, C用於供電引線(長度超過0.5mm的去耦。為了克服二極體D造成的壓降損失,可使用電壓調節功能(TRIM將輸出電壓適當提高。熔斷器是為了在單個變換器損壞的情況下,防止一次電源過載或短,避免全系傳行中斷。這種做法的缺點是二極體D將消耗一部分功率。二極體上功耗Pd = Id * Vd,式中Id為負載可能出現的最大電流,Vd為對應電流條件下的二極體導通壓降。 請注意Vd起的二極體溫升,適當考慮散熱措施,使二極體處於安全傳行的溫度條件輸出端的發光二極體用於輸出正常指示,用戶稍加改動就可構成變換器失效探測電路。

FUSE 十八

+Vin-VinVo1GNDNCD FG REM+STRIM-SVR LOADCFUSE+Vin-VinVo1GNDNCD FG REM+STRIM-SVR
十九


2. 加均流電阻R的並聯擴容電路,見圖二十。
a. 將幾只輸出電壓相同的變換器並聯在一起使用時, 可以提高電源系統容量。從理論上講,只有輸出電壓完全一樣,才能實現絕對地均流(除非加有等門的均流電路。假定幾環變換器輸出端到匯接點的導線電流也就不一樣。輸出電壓相對高的變換器輸出電流相對大,輸出電壓相對低的變換器輸出電流相對小。R的選取考慮壓降、功耗、允許的均流程度這三方面的因素。以兩環交換器為例,推導R的計算如下:



(a. 已知最大總負載電流Io,輸出電壓上限為Vo + Vo,輸出下限為Vo - Vo, Vo大於0,假定Vo + Vo路輸出電流為xIo,Vo - Vo路輸出電流為Io xIo,其中xVo + Vo路輸出電流占總負載電流Io的百分比。因為匯接點的電壓相等,所以有(Vo + Vo xIoR = (Vo + Vo (Io xIo* R解出R = 2Vo/(2x 1Io
(b. 例如:兩環5V / 5A變換器並聯,電壓精度為 ±1.0%,總負載電流為8A,希望最大不平衡度小於25%,即高輸出電壓變換器最大輸出電流小於等於5A

FUSE+Vin-VinVo1GNDNCR FG REM+STRIM-SLOADCFUSE+Vin-VinVo1GNDNCR FG REM+STRIM-S
二十

(c. 注意事項:
(c-1 適當考慮均流電阻R上的功耗。
(c-2 因為均流電阻R上有壓降,所以負載兩端實際電壓會降低。
(c-3 如果變換器輸出端子到負載匯接點的電阻較大時(與計算的R相比,可商當減少外接均流電阻R的數值或省去均流電阻R
(d. Vo = 0.05V, x = 0.625, Io = 8A代入上述公式得:R = 2 *0.05 / (2 * 0.625-1 *8 = 0.05(Ω
(e. Vrmax(均流電阻R上最大壓降 = Vo * xIo = 0.05 * 5 = 0.25(V (f. Vomin = (Vo + Vo Vrmax = ( 5 + 5.05 = 4.80V (g.
Prmax = xIo * xIo * R = 5 * 5 * 0.05 = 1.25(W (h. (Vo + Vo * xIo:可使用戶電壓調節功能(TRIM將輸出電壓適當調高。
(i. 注意:以上幾種並聯擴容應用方法都要加一些輔助措拖,這些措施或多或少均會對變換器的其它性能參數造成一定的影響,所以一般不推蔗用戶採用並聯擴容電路,如所需的功率大,請選用相應功率等級的變換器(熱備份使用電路除外
3. 直接並聯擴容電路,見圖二十一。
a. 本接法要求有輸出電壓調節端TRIM,連接方法如圖所示。VR10K變阻器,並聯加載時通過調VR,使各變換器;的輸出電流相等即可(允許10%的誤差



FUSE+Vin-VinVo1GNDNC FG REM+STRIM-SVR LOADCFUSE+Vin-VinVo1GNDNC FG REM+STRIM-SVR
二十一



4. 輸出端接有二極體D的並聯擴容電路
a. 電路形成基本同熱備份電路圖十九,在加載前調節變阻器VR,使每個變換器輸出電壓之間的差值在50mV以內;或在加載後調節變阻器VR,使每個變換輸出電流基本相等,如有可能,應可能使二極體D的工作溫度一樣(如採用共阻極雙二極體,以利用二極體在相同溫度條件下,導通壓降隨導通電流增大而上升的特性,利於實現變換器的均流。
.串聯應用
1. 多個變換器串聯應用電路。見圖二十二。

FUSE

+Vin-VinVo1GNDNC FG REM+STRIM-SLOADCFUSE+Vin-VinVo1GNDNC FG REM+STRIM-S
二十二



2. 單個變換器串聯應用電路,見圖二十三。
a. 二極體選用原則同上,需注意串聯負載最大電流應小於等於Vo2輸出所能提供的最大電流。




Vo1GNDVo2LOAD+Vin-VinCDZ FG REM+STRIM-SVR = 10K 二十三



.輸出限流方式說明
1. 圖二十四為SMP-1250T系列輸出限流方式示意圖此種折線式過流保護曲線可確保變換器輸出端長期短路時內部功耗小,但同時此種方式對變換器輸出帶容性負載能力有一定的限制,具體見表表二中所列最大Comax值是經過嚴格計算和全面的試驗鑒定的,但對於用戶來講,沒有多有的實際使用價值,為了增強濾波效果和穩定性,接入表二中所列的Co推蔗值就已經足夠了。如果用戶希望進一步減少高頻紋波和噪聲,應該在負載端宜接並聯1µF-100µF的高頻獨石電容器或高頻鉭電解電容器。

PinVoPinVoIonomIoLIout
二十四



.輔路加載特性說明
1. 有穩壓輔路(輸出電壓精度 ±1%的加載情況是:為保證輔路輸出電壓的精度,主路與輔路的帶載比例必須大於2.51,如低於此比例,輔路輸出電壓會有一些下降。但並不影響變換器的可靠性。 2. 普通無穩壓輔路(輸出電壓精度 ±3%的加載情況是:
a. 在所有輔路都加標稱載時,輔路輸出電壓與主路輸出電流的聯繫,見圖二十五




1.000.920.60.11.00 二十五


b. 在主路加10% ~ 100%標稱載條件下,輔路輸出電壓與自身輸出電流的聯繫,見圖二十六。

Iout

1.071.050.93ΔVo0
0.1 二十六
1.00Io2,3,4
3. 主路和輔路輸出為等加載型 (E (輸出電壓精度±3% 加載情況是E型變換器適用於主路和輔路輸出電流相差不大 (20% 的穩合輔路輸出電流如果大於主輸出電流,則輔路輸出電壓將略低於主路輸出電壓,反之則相反。

.變換器瞉溫的計算
1. 根據輸出功率Po和相應的變換效率η, 可計算出耗散功率Pd = Po / η Po,外瞉溫升T = Pd * (4.5 / W (25W變換器為例,變換器立放,底部1厘米內無其它物體, 瞉溫Tc = Ta + To環境溫度Ta為變換器立放時旁側方向10厘米的環境空氣溫度。瞉溫Tc為變換器頂部中心的溫度。由於變換器平放時滿載溫升將比例放時高5,而溫度對可靠性又極有影響,所以建議用戶屬量採用立放。
.變換器輸入輸出引線的考慮
1. 當變換器輸入輸出引線長度大於0.5M,應在變換器輸入輸出端就近聯接鋁電解電容幾十µF幾百µF。為了減少輸入輸出引線壓降,輸入輸出引線不長於1M,輸入導線截面電流不應大於2.5A / MM2輸出導線截面電流不應大於0.5A / MM2 .安裝強度考慮
1. 為了加強安裝強度,應將變換器的所有管腳焊接。所有變換器輸出引腳全為銀鍍屬或鉛錫合金鍍屬易於焊接。

本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/1c5d9f1824fff705cc1755270722192e44365819.html

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