優(yōu)化的電源測量設(shè)置

Frederik Dostal

在電路設(shè)計(jì)人員決定使用特定電源之前，他或她首先要仔細(xì)測試它。開關(guān)穩(wěn)壓器IC的數(shù)據(jù)手冊(cè)提供了有關(guān)完整電源在現(xiàn)實(shí)生活中的行為方式的寶貴信息，以及如何通過實(shí)驗(yàn)室中的電路測試始終獲得其各自的行為。電路仿真（例如使用LTspice）非常有用，并且有助于電路優(yōu)化。但是，仿真并不能取代硬件測試。關(guān)于這一點(diǎn)，寄生效應(yīng)要么難以估計(jì)，要么難以模擬。

因此，電源在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行了全面測試。為此，可以使用內(nèi)部開發(fā)的原型，或者在大多數(shù)情況下，使用相應(yīng)電源IC制造商的現(xiàn)有評(píng)估板。

圖1.用于電源操作的連接。

連接測試電路時(shí)，應(yīng)考慮幾點(diǎn)。圖1顯示了測試設(shè)置的原理圖。被測設(shè)計(jì)必須連接到輸入側(cè)的電源和輸出側(cè)的負(fù)載。這聽起來微不足道，但必須注意一些重要的細(xì)節(jié)。

線路電感最小化

圖1顯示了用于評(píng)估電源轉(zhuǎn)換器的設(shè)置原理圖。我們想要測試電源電路的行為，而不是測試板和實(shí)驗(yàn)室電源之間的連接線或輸出負(fù)載的影響。應(yīng)采取兩項(xiàng)重要措施來減少這些連接線的影響。首先，連接線應(yīng)盡可能短。短線的線電感值低于長線。其次，電流路徑面積的最小化進(jìn)一步降低了寄生電感。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的一個(gè)明顯方法是扭曲線條。這導(dǎo)致電流路徑面積僅取決于線長度和絞合線護(hù)套的厚度。圖2顯示了測試電壓轉(zhuǎn)換器與雙絞線的連接，以減少寄生線電感。

圖2.使用短雙絞線進(jìn)行實(shí)用的操作設(shè)置。

在基于開關(guān)穩(wěn)壓器的電源中，交流電既位于輸入側(cè)，也位于輸出側(cè)。根據(jù)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，輸入側(cè)可能會(huì)出現(xiàn)脈沖電流，例如降壓轉(zhuǎn)換器（降壓控制器）。還必須測試負(fù)載瞬變下的啟動(dòng)行為和操作。在這些工作條件下，測試設(shè)置中的連接線也帶有交流電。

在輸入端增加本地儲(chǔ)能器件

如果測試電源對(duì)負(fù)載瞬變的響應(yīng)速度，則被測設(shè)計(jì)必須有足夠的能量。被測設(shè)計(jì)輸入側(cè)的能源不應(yīng)成為限制因素。為確保情況并非如此，建議在電源電壓輸入端放置一個(gè)較大的大容量電容器。如圖 1 中的綠色所示。它確保可以正確執(zhí)行負(fù)載瞬態(tài)測試。

但是，必須確保電源的后期使用受到非常特定的條件的限制。必須充分了解儲(chǔ)能器件在輸入端的影響，以便正確確定電源的輸入電容器的尺寸。

還必須考慮圖1中大容量電容器的另一個(gè)方面。如果需要在電源輸入端施加電壓瞬變以測試由此產(chǎn)生的行為，則大容量電容器將大大減慢被測電路看到的電壓瞬變。因此，對(duì)于這些測試，應(yīng)移除電容器。

總之，在與電源設(shè)計(jì)相關(guān)的看似簡單的任務(wù)中，必須考慮很多事情，例如，將電路連接到實(shí)驗(yàn)室工作臺(tái)。被測電路的電源線以及遠(yuǎn)離被測電路的電源線需要被視為交流電路，因此，這些電纜需要短且扭曲，以減少這些連接電纜中的寄生電感。對(duì)于電路設(shè)計(jì)人員來說，這樣做并不費(fèi)吹灰之力，測試結(jié)果接近我們實(shí)際打算測試的結(jié)果。如果測試設(shè)置的影響減少，其余結(jié)果將具有更多價(jià)值。隨著時(shí)間的推移，經(jīng)驗(yàn)豐富的電源工程師已經(jīng)開發(fā)出優(yōu)化電路評(píng)估的方法。如果遵循本文中的所有提示，則可以順利進(jìn)行評(píng)估。

審核編輯：郭婷