下载文档原格式
开关电源环路测试标准主要包括以下几个方面：
相位裕度：相位裕度是评估系统稳定性的重要指标。
在开关电源设计中，相位裕度有两个相互独立的作用，一是可以阻尼变换器在负载阶跃变化时的动态过程，二是当元器件参数发生变化时，仍然可以保证系统稳定。
工程中认为在室温和标准输入、正常负载条件下，环路的相位裕度要求大于45°。
在各种参数变化和误差情况下，这个相位裕度足以确保系统稳定。
如果负载变化或者输入电压范围变化非常大，考虑在所有负载和输入电压下环路和相位裕度应大于30°。
穿越频率：穿越频率是环路测试中非常重要的一个参数，它指的是相位为-30°时对应的频率。
穿越频率建议为开关频率的5%到20%，过高则不稳定，过低则响应速度过慢。
增益裕度：增益裕度是评估系统稳定性的另一个重要指标。
增益裕度的定义是系统开环增益的倒数与系统开环增益幅度的倒数之差。
增益裕度的要求通常为大于10dB。
环路增益：环路增益是评估系统对干扰信号的抑制能力的重要指标。
在环路测试中，通常会向反馈回路中注入一个个单一频率的正弦波序列信号，然后根据电源系统的输出情况来判断其对各个频率干扰的调整能力。
环路增益越高，说明电源系统对该频段的抗干扰能力越强。
综上所述，开关电源环路测试标准主要包括相位裕度、穿越频率、增益裕度和环路增益等几个方面。
这些标准的设定是为了确保开关电源系统的稳定性和抗干扰能力，从而提高电源的整体性能和可靠性。
开关电源的测试方法开关电源是一种将交流电转换为直流电的电源装置，广泛应用于各种电子设备中。
为了确保开关电源的安全性和可靠性，在生产过程中需要进行各种测试。
下面是一些常用的开关电源测试方法的介绍。
1.输入电压范围测试：开关电源的输入电压范围通常在规格书中给出，测试时需使用恒流源或者电阻负载，逐渐调整输入电压，记录开关电源正常工作的最低和最高输入电压。
2.静态负载测试：静态负载测试用于测试开关电源在不同负载条件下的输出电压和电流稳定性。
首先，将开关电源连接到标准负载上，然后改变负载电阻（或电流），记录输出电压和电流的变化。
通过与规格书中的要求进行比较，评估开关电源的输出稳定性。
3.动态响应测试：动态响应测试用于测试开关电源在负载变化时的响应速度和稳定性。
测试时首先将开关电源加载到一个稳定的状态，然后进行负载变化，如从无负载到满负载，或者从满负载到无负载，记录输出电压和电流的变化。
通过与规格书中的要求进行比较，评估开关电源的动态响应能力。
4.效率测试：效率测试用于评估开关电源的能量转换效率。
测试时，将开关电源连接到一个恒定的负载上，然后测量输入功率和输出功率，计算开关电源的转换效率。
通常，测试点包括整个负载范围和不同输入电压下的效率。
5.温度测试：温度测试用于评估开关电源在不同负载和温度条件下的工作可靠性。
测试时，将开关电源加载到一个特定的负载上，然后在不同的温度环境中进行测试，记录开关电源的温度、负载和时间。
通过与规格书中的要求进行比较，评估开关电源的工作可靠性。
6.电磁兼容性测试：电磁兼容性测试用于评估开关电源在电磁环境中的抗干扰能力和干扰产生能力。
测试时，将开关电源连接到一个标准负载上，然后引入不同的电磁场（如辐射场和传导场）进行测试，记录开关电源的输出噪声和接受到的外部干扰。
通过与规格书中的要求进行比较，评估开关电源的电磁兼容性。
除了上述测试方法，还可以进行其他测试，如输入和输出电流纹波测试、过压保护测试、短路保护测试等。
为什么开关电源需要测试动态响应？
电源动态响应测试，什么样的波形算合格？
1导读
概念
动态响应一般是指控制系统在典型输入信号的作用下，其输出量从初始状态到最终状态的响应。
对某一环节（系统）加入单位阶跃输入x(t)时，其响应y(t)开始逐渐上升，直到稳定在某一定值上为止。
响应y(t)在达到一定值之前的变化状态称为过渡状态（动态）。
此称为动态响应。
工程师在设计电源时，动态响应是必不可少的一项测试指标。
由于涉及环路问题一直是很多工程师的心病，下面从几个方面来谈一谈动态响应希望对大家有所帮助:
为什么开关电源需要测试动态响应？
电源动态响应的一般测试方法和要求
测试条件测试数据及示意图
测试步骤
什么样的结果算合格?
动态响应与什么有关？该如何整改？
2为什么开关电源需要测试动态响应？
开关电源都是给各种电子设备供电的，电子电路一般都需要一个即使在负载电流发生瞬变时，输出电压也能维持在特定容差范围内的电压源，以确保电路的正常工作。
设计工程师必须在理解瞬态响应原理的基础上，利用正确的设计思路才能以较低的成本改善电源的瞬态响应性能。
随着各种电子设备或微处理器工作速度和电流需求量的提高，当负载电流发生瞬态变化时，稳压器在指定范围内保持输出电压的能力成为一个广泛存在的困扰。
典型CPU芯片的电源规范要求，即使负载电流在几百纳秒内发生10或20A的变化，供电电压仍然要保持稳定，要实现这个性能指标绝非易事。
也是很多电源工程师遇到的比较棘手的问题。
关于三种音响电源的对比测试方法一电源部分在音响系统中的重要性电源部分是指如何将电源有效分配给系统的不同组件。
电源管理对于依赖电池电源的移动式设备至关重要。
通过降低组件闲置时的能耗，优秀的电源管理系统能够将电池寿命延长两倍或三倍。
电源管理技术也称做电源控制技术，它属于电力电子技术的范畴，是集电力变换，现代电子，网络组建，自动控制等多学科于一体的边缘交叉技术，先进已经广泛应用到工业，能源，交通，信息，航空，国防，教育，文化等诸多领域。
近年来，开关电源越来越多地受到关注，与D类功放相互呼应，被称为未来功放的理想电源。
但开关电源使用起来究竟表现如何？这在不少人心里还是一个疑问。
实践已经证明，普通工业用的开关电源并不适合直接套用在音响之中，由于设计需求与音响相差甚远，工作频率偏低，其表现不尽人意。
那么，专门为音响设计的开关电源又如何呢？下面结合本人制作功放中的一次实践，简单地探讨一下各种电源的基本性能表现。
二三种参测电源介绍1.工频电源（工频变压器＋整流滤波）音响中最常见的电源一般由工频变压器配合整流和滤波元件组成。
常用的变压器从磁路结构上看主要的有E型、环型、C型和R型，见图1～图3。
一电源部分在音响系统中的重要性电发电机能把机械能转换成电能，干电池能把化学能转换成电能。
发电机、电池本身并不带电，它的两极分别有正负电荷，由正负电荷产生电压（电流是电荷在电压的作用下定向移动而形成的），电荷导体里本来就有，要产生电流只需要加上电压即可，当电池两极接上导体时为了产生电流而把正负电荷释放出去，当电荷散尽时，也就荷尽流（压）消了。
干电池等叫做电源。
通过变压器和整流器，把交流电变成直流电的装置叫做整流电源。
能提供信号的电子设备叫做信号源。
晶体三极管能把前面送来的信号加以放大，又把放大了的信号传送到后面的电路中去。
晶体三极管对后面的电路来说，也可以看做是信号源。
整流电源、信号源有时也叫做电源。
电源部分在整个系统中的地位和造价也在不断升高。
开关电源变压器损耗量测试方法
开关电源变压器损耗量测试方法包括以下步骤:
1.接线:将测试仪器的测试钳分别夹在被试变压器的高压侧和低压侧，按照对应的颜色，将粗线接到仪器面板上容量测试端子对应颜色的电流端子,细线接到仪器面板上容量测试端子对应颜色的电压端子。
然后测试钳子按照对应的颜色，夹在被试变压器的高压侧，变压器低压侧做好短接。
2.设置参数:设定当前温度，要求设定的尽量准确。
然后设定高压侧的额定电压，选择"高额定电压”，调节额定电压档。
再设置变压器的类型，选择与其铭牌相符的即可。
最后设置分接挡位，一般分接打到2分接位置，如有其他分接位置，则按相对应的进行选择。
3.测试过程:在做好接线，设置好所有参数后，给被试品做好编号之后，就可以开始按下测试键，仪器自动进行检测。
在测试过程中，仪器可自动计算出变压器的阻抗电压百分比，折算到额定温度、额定电流下的负载损耗，自动判断出油浸式或干式配电变压器的铁芯型号。
测试结束后，可以选择保存或打印试验结果。
4.结束测试:关闭电源，进行拆线工作即可。
注意，在进行测试时，-定要确保操作正确，以免造成不必要的损失。
高频开关电源变压器的动态测试（JP2581B＋JP619B材料功耗测量系统应用笔记之一）1 引言目前，对高频开关电源变压器电磁参数‘测试’大约使用两种方法：一种是用LCR表测量一些基本电磁参数，例如，开关电源变压器初次级电感、漏感、分布电容、绕组直流电阻以及匝比、相位等，我们称这种测试方法为’静态’测试；一种是将开关电源变压器放到主机上考核其工作情况，对已经定型生产的开关电源变压器，为考核外购磁芯质量，通过测量变压器工作温升判断磁芯的损耗比较直观简便。
前一种方法因在弱场、低频低磁感应强度（例如Bm<0.25mT、f=1kHz）下测量，由于磁性材料特性的非线性、不可逆和对温度敏感，其在强场下工作与在弱场情况下工作电磁特性有很大不同。
弱场下测量结果不能反映磁性器件工作在强场下的情况；后一种方法虽随主机在强场下应用，但不能得到被测器件电磁参数。
磁芯损耗需要专用仪器才能测量。
高频开关电源变压器的上述测试分析现状影响了此类器件的开发和生产。
需要开发一种仪器或测试系统，这种测试系统能够模拟实际工作条件，完成对高频开关电源变压器主要电磁参数分析，例如，各种负载（包括满载和空载）情况下变压器初级复数阻抗z、有效初级电感L，通过功率Pth、功率损耗PT、传输效率η以及在指定频率下磁芯的传输功率密度等，我们称这种模拟实际工作条件的测试为‘动态’测试。
作为磁性器件综合测试系统，还要求具有对磁芯材料功率损耗分析功能。
在电磁机器进一步小型化、高频化和采用高密度组装情况下对器件进行‘动态’分析，对加速象高频开关电源之类的电磁器件开发、提高器件质量显得特别重要。
2 测试系统简介JP2581B＋JP619B材料功耗及器件功率测量系统是一种交流电压、电流和功率精密测量装置。
其主要测量功能、指标和测量精度非常适用于磁性材料和磁性器件（例如，开关电源变压器）研究开发和磁芯产品快速检测。
该系统配套完整，自成体系，无需用户增加额外投资，系统主要测试功能如下：1、软磁材料及器件交流功率损耗（总功耗PL , 质量比功耗 Pcm , 体积比功耗 Pcv）测量;2、磁性材料振幅磁导率μa测量;3、磁芯（有效）振幅磁导率(μa)e测量; 磁芯因素(AL)e.测量以上测量均符合IEC367--1（或GB9632--88）标准中推荐的测量方法。
4、电感、电容及组成器件（例如，开关电源变压器）等效电磁参数的动态测量和分析;5、由测量结果分析器件下列参数：z |z| Ls Rs Lp Rp C Q D。
测试系统具有如下使用、操作特点：□多功能、多参数、宽量程；数字显示，直接读数，读数分辩率达0.1%；工作频率范围：1-550kHz，电压范围：4-200V，电流范围：20-2000mA，功率测量范围：0.1-200W。
□对材料功率损耗作绝对值测量，与其它测量方法（如电桥法）比较，无须标准器具；□测量材料功耗的同时可读取电压、电流真有效值，测量精度与波形失真无关（颠值因数≈10）；□操作简单，测量快捷；对于材料测量，完成一次测量仅需要5---10秒钟，避免试样温升引起的测量误差；对于器件测量，可以同时取得电流、电压、功率数据，用于复数阻抗分析和被测器件等效参数计算；□具有无功电流补偿功能。
JP2581B的一个优点是具有负载无功电流补偿功能。
因此，用于大试样测量时（如EC54磁芯及变压器），可以明显改善功率源输出状况，提高系统测试能力和工作可靠性，也为保证B正弦提供了可能。
□该测试系统具有独特的多种磁化波形测试能力，不但可以在正弦波下完成符合国家（或国际）测试标准要求的测试，而且提供了方波、三角波磁化测试能力，用于磁性器件动态测试与分析。
JP2581B＋JP619B材料功耗及器件功率测量系统采用乘法器工作原理，符合 IEC367-1和GB9632-88推荐的测试方法。
仪器的设计原则是，提供足够的测试功能和可靠性。
事实上，该仪器对频率、功率极宽的测量范围和对失真波形的处理能力，使它适用于不同材料（如软磁铁氧体、非晶、纳米材料和铁粉芯材料等）及器件（如开关电源变压器、电感器）在不同应用状态下功率损耗和阻抗特性等多种电磁参数动态测量。
3 测试原理3．1磁芯电感器件及其复阻抗磁芯加上线圈绕组就构成一个电感器或扼流圈，如再加上一个或几个次级绕组则成变压器，用于反激式单端变换器的功率传输器件因磁路开有气隙，则称为变压器-扼流圈或储能变压器，它们统称为磁性器件，磁性器件多用串联等效电路表示如图1：图中，LS为器件串联电感，代表器件储能部分；r为器件串联等效电阻，表示损耗部分。
磁芯线圈串联等效电路复阻抗为z=r+jωLS。
在电工学中，复阻抗各部分之间有如下关系：上述关系可用图2所示复平面图表示（直角坐标）。
3．2 磁性器件复阻抗测量原理对于高频开关变压器或电感器，从理论上可以通过测量器件有功功率和视在功率得到被测器件端电压和通过电流之间的相位角。
有了被测器件端电压和通过电流值以及它们之间的相位角，就可计算出磁性器件复数阻抗，这是该仪器设计的基本思路。
3．2．1仪器工作原理该仪器从定义出发将电流电压瞬时值相乘，采用模拟变换和数字控制技术完成被测器件电流、电压真有效值和有功功率测量。
仪器工作核心是一个高（宽）频乘法器，如图3所示。
设，磁芯线圈两端电压为u，通过电流为i，则磁芯线圈消耗功率（有功功率）由下式表示：U、I ----电压、电流有效值, U I=S，S为磁芯线圈的视在功率，cos-----功率因数相位角为3．2．2 磁性器件复数阻抗及分量计算电工学中，常用如图4所示功率三角形表示有功功率、无功功率与视在功率之间的关系。
由功率三角形可以得到下列关系：根据以上关系由下面各式可以计算磁性器件复数阻抗及各分量：1）被测器件阻抗幅值|Z|=U/I;2）功率因数式中，U、I、P有功为电压电流真有效值和有功功率。
3）复数阻抗z=r+jxL=|Z|( cos +jsin )r =|Z|cos, xL =|Z|sin ；4）串联等效电感：Ls=xL/2πf；5）器件Q值和损耗D：Q=tan =xL/r=2πfLS/rD=1/Q。
因此，只要测出器件电流电压有效值I 、U和有功功率P有功，代入以上各式就能得到被测材料和器件的各项电磁参数。
实现高（宽）频高场（大信号）工作条件下对材料和器件电磁参数的动态分析。
4 测试系统及连接测试系统由JP2581数字式宽频功率测量仪和JP619 宽频功率函数发生器构成。
连接十分简单，连接示意图如下：5 测试应用举例下面举五个实际测量例子说明JP2581B＋JP619B测试系统功能和使用方法。
实例1 磁性材料损耗特性PCV测试实例2 高频开关变压器磁芯总功率损耗测量实例3 材料振幅磁导率μa和磁芯（有效）振幅磁导率(μa)e 测量实例4 用于推挽或桥式逆变器中的变压器动态测试与分析实例5 用于单端反激式变换器开关变压器的动态测试与分析前三例作为基础，是高频开关变压器用磁芯和材料测试；接着介绍用于双端和单端逆变电路中两种不同工作方式的高频开关变压器电磁特性动态测试和分析。
实例1 磁性材料损耗特性PCV测试磁性材料损耗特性测试，按国家测试标准规定必须采用环形式样。
被测样品：材料：TP3（浙江天通电子公司生产，相当于日本TDK公司PC30材料）样环尺寸：20.1×13.3×6.13mm , N=20 Ts (N---匝数）磁性常数：C1=2.5mm-1 , C2=0.1mm-3有效参数：Ae=20.5mm2 , le=51.0mm , Ve=1048.0mm3测量条件：f=100kHz, Bm=200mT, T=15℃按图5连接测试系统，测试电压计算：U=4.44fBmAeN =38.18V。
系统设置：电压范围：置100V挡电流范围：置100mA挡加测试电压U=38.18V，将功能控制器置电压、电流、功率挡分别读取U、I、P有功值。
测量结果：注意：测量时尽量在5秒内读取功率数据，避免材料温升影响。
实例2 高频开关变压器磁芯总功率损耗测量：用于测量磁芯的总功耗、比功耗，例如，磁芯生产产品批量检测和外购开关变压器磁芯入库检验。
被测样品：ETD49，材料：TP3（浙江天通电子公司生产，相当于日本TDK PC30）磁性常数：C1=0.5mm-1 , C2=0.01mm-3有效参数：Ae=216.2mm2 , le=112.2mm , Ve=24262.4mm3测量条件：f=100kHz, Bm=200mT, N= 9 Ts (N---匝数)， Ta=31℃测试电压计算：U=4.44fBmAeN =168.6 V。
仪器设置：U：200VI：1000mA使U、I处于仪器规定的校准范围内。
加工作电压U=168.6V读数：实例3 材料振幅磁导率μa和磁芯（有效）振幅磁导率(μa)e 测量材料振幅磁导率μa、磁芯（有效）振幅磁导率(μa)e 测量与功率损耗测试可以同时完成。
以磁芯ETD49为例，使用实例2测试结果：U =U显示=168.6V，I= I显示/2=560mA计算磁芯（有效）振幅磁导率(μa)e：(μa)e=Bm/μ0Hm =2513。
计算过程中使用了如下关系Bm=U/4.44fAeN=0.2THm=1.41NI/ le =62.88A/mμ0=0.4π×10-6le=11.22cm=0.1122m , Ae=216.2mm2。
用同样方法可测试材料振幅磁导率μa，但一定要使用样环测试（按测试标准规定）。
实例4 用于推挽或桥式逆变器中的变压器动态测试与分析在推挽或桥式（全桥、半桥）逆变器研究开发和生产中，需要全面了解实际工作条件下高频开关电源变压器主要电磁参数，例如，各种负载（包括满载和空载）情况下初级复数阻抗z，初级有效电感LP，变压器通过功率Pth、功率损耗PT、传输效率η、热阻Rth、温升ΔT以及在指定频率下磁芯的传输功率密度DP等。
测试系统可以完成所有上述参数动态测试而且测量、分析计算也并不复杂。
高频开关电源变压器（或其他磁性器件）电磁参数动态测试方法与磁芯损耗测量方法和操作步骤相同。
测试步骤和分析方法如下：1）被测高频开关电源变压器设计参数工作频率f=500kHz，磁通密度Bm≤50mT,磁芯：EFD20（材料浙江天通公司TP4），磁芯常数、等效尺寸：C1=1.52mm-1, Ae=31mm2, le=47mm, Ve=1460mm3 ,初级绕组NP=105Ts。
满载功率为20W.，变压器结构如图6所示：2）测量条件：U=171V（Bm<50mT）, f=500kHz, Pth=20w (RL=0.85Ω)在测试过程中，用点温计测量变压器的温升。
3）测量结果：4）分析和计算电磁参数根据以上所测数据，可以计算高频开关变压器在实际工作条件下的初级复数阻抗z(初级电感LP、有效电阻值r)、功率损耗PT、通过功率Pth、传输效率η、EFD20磁芯功率密度DP（f=500 kHz）并通过温升计算热阻Rth等。
