這一難題被攻克！基于示波器的電源環(huán)路響應(yīng)測試方案
[導(dǎo)讀]環(huán)路補償設(shè)計一直是開關(guān)電源行業(yè)的一大難題，新手工程師在學(xué)習(xí)或者調(diào)試環(huán)路設(shè)計時總感覺無從下手，甚至大部分資深的電源設(shè)計工程師都對環(huán)路補償一知半解。究其原因主要是因為大部分工程師從來沒有進(jìn)行過實際的開關(guān)電源環(huán)路響應(yīng)測試（包括增益曲線與相位曲線）。當(dāng)然環(huán)路穩(wěn)定性的相關(guān)性能指標(biāo)可以通過理...
環(huán)路補償設(shè)計一直是開關(guān)電源行業(yè)的一大難題，新手工程師在學(xué)習(xí)或者調(diào)試環(huán)路設(shè)計時總感覺無從下手，甚至大部分資深的電源設(shè)計工程師都對環(huán)路補償一知半解。
究其原因主要是因為大部分工程師從來沒有進(jìn)行過實際的開關(guān)電源環(huán)路響應(yīng)測試（包括增益曲線與相位曲線）。
當(dāng)然環(huán)路穩(wěn)定性的相關(guān)性能指標(biāo)可以通過理論計算或者軟件仿真，但是因為其計算復(fù)雜并且準(zhǔn)確度不高，造成實際應(yīng)用有限。
大多數(shù)有經(jīng)驗的工程師都是基于其產(chǎn)品輸出性能指標(biāo)（比如負(fù)載動態(tài)響應(yīng)，產(chǎn)品噪聲等）來反推環(huán)路特性，在環(huán)路穩(wěn)定性出現(xiàn)問題時去嘗試不同的補償方法，最后再通過輸出性能測試結(jié)果是否改善來判斷所用補償方法是否有效。
但是使用這種方法會造成很多問題，首先是沒辦法根據(jù)實際的環(huán)路增益曲線做針對性整改對策，會浪費很多時間去嘗試不同的整改方法，甚至造成項目無法如期完工。
還有無法通過輸出性能指標(biāo)來判斷相位裕度是否合適，這樣就無法確保所設(shè)計產(chǎn)品的可靠性。
再比如沒有實際的環(huán)路測試，每次修改補償之后無法得知增益曲線及相位曲線的實際變化，這樣就很難通過實戰(zhàn)提高自己對環(huán)路補償?shù)睦斫猓灾劣诤芏噘Y深工程師對環(huán)路補償設(shè)計身經(jīng)百戰(zhàn)卻對其基本原理一竅不通。
環(huán)路響應(yīng)測試如此重要，為什么電源行業(yè)很多公司都不進(jìn)行環(huán)路響應(yīng)測試呢？究其原因，主要是因為傳統(tǒng)的環(huán)路響應(yīng)測試設(shè)備（網(wǎng)絡(luò)分析儀）價格昂貴，并且針對電源行業(yè)來說，該設(shè)備的利用率非常的低。
基于上述問題，今天我將給大家介紹目前市場上最新穎最經(jīng)濟的環(huán)路響應(yīng)測試方案--基于示波器的電源環(huán)路響應(yīng)測試方案。
測試原理圖
1. ? ?把分壓電阻和輸出電壓斷開，串入一個5-50ohm注入電阻；2. ? 利用示波器波形發(fā)生器，經(jīng)過隔離變壓器連接到注入電阻兩端；3. ? 示波器兩個通道分別測量注入電阻上端到地電壓（輸出電壓）和注入電阻下端到地電壓（傳遞函數(shù)的Vin）；4. ? 利用示波器自帶環(huán)路響應(yīng)測試軟件運行自動測試，即可測出開關(guān)電源增益和相位曲線。
測試結(jié)果分析與判斷依據(jù)
a. ? 穿越頻率（增益為0dB時對應(yīng)的頻率）：建議為開關(guān)頻率的5%--20%b. ? 相位裕度（增益為0dB時對應(yīng)的相位）：要求一定要大于45°，建議45°-- 80°c. ?? 穿越斜率（0dB附近）：要求為單極點穿越（-20dB每十倍頻斜率穿越0dB）d. ? 增益裕度（相位為0°時對應(yīng)的增益）：????? 建議小于 -10dBe. ? 增益衰減（開關(guān)頻率對應(yīng)的增益）：建議值小于 -20dB
單頻率點測試模式
除了測試簡單，價格便宜，利用率高之外，示波器環(huán)路響應(yīng)測試方案還提供單頻率點測試（時域波形觀察）功能，利用單頻率點測試，可以輕易地判斷出注入電壓設(shè)置是否合理。
是否因為注入電壓過大造成失真，這是其他任何環(huán)路響應(yīng)測試方案都不具備的優(yōu)點。
執(zhí)行穿越頻率對應(yīng)的單點測試，注入信號與輸出信號幅值相等，增益為0dB, 信號沒有失真。
當(dāng)注入電壓設(shè)置過大時，利用示波器方案可以輕易判斷出信號是否失真，如上圖，同樣頻率下如果信號失真則增益不為0dB，會造成測試結(jié)果不對。
和網(wǎng)絡(luò)分析儀測試結(jié)果對比
在穿越頻率附近，注入信號和輸出信號幅值一般都有幾十mV, 示波器測量精度完全可以信任，下圖是示波器和最傳統(tǒng)的環(huán)路響應(yīng)測試設(shè)備網(wǎng)絡(luò)分析儀測試結(jié)果對比，兩者的測試結(jié)果幾乎沒有區(qū)別。
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