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电源完整性测试刘婷婷;邓豹;韩嫚莉【摘要】随着电子产品小型化以及复杂化的发展,电源完整性的设计已经成为了制约高速电路设计成败的关键因素之一.能够正确地测试到电源完整性参数对于产品调试来说是最根本、最重要的一部分.为了能够获取精确测试电源完整性参数,从测试设备以及被测物两个角度出发,结合原理分析以及建模仿真的方法,得出了电源完整性测试的正确方法,并且提供了测试步骤.【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2015(034)008【总页数】4页(P29-31,34)【关键词】高速电路;电源完整性;仿真设计;信号完整性【作者】刘婷婷;邓豹;韩嫚莉【作者单位】中航工业西安航空计算技术研究所,陕西西安710065;中航工业西安航空计算技术研究所,陕西西安710065;中航工业西安航空计算技术研究所,陕西西安710065【正文语种】中文【中图分类】TN41随着电子技术的飞速发展，电子元器件正朝着微型化、高集成度、多功能化、高功率密度的方向发展。
后摩尔时代，集成电子器件的规模越来越大，一个芯片核中集成几十亿只晶体管，由此带来芯片的时钟频率不断提高，供电电压在不断降低，相应的功率和电流量级显著提高。
供电电路的品质或者说电源完整性的测试与验证，正愈来愈成为影响设计成败的关键因素。
本文将结合仿真分析的方法，介绍一种电源完整性的测试方法。
电源完整性是指电源供给的准确性和稳定性。
实际的电路设计中，由于晶体管的开关以及实际互连线的特性等原因导致电源在一定范围内波动。
当实际供电值高于波动上限时，就会引起芯片工作的可靠性问题；当实际供电值低于下限时会导致芯片的工作性能降低甚至不能工作；当电压波动幅度较大时，可能会直接影响相关电路的信号质量［1］。
基于上述这些问题，随着单板高速高密度的发展，电源完整性已经成为制约设计的一个重要因素。
在硬件设计和调测过程中，必须首先保证电源电路高质量工作。
高速电路的设计复杂性使得电源完整性的测试工作也变得很困难。
u c3842开关电源设计流程目的希望以简短的篇幅，将公司目前设计的流程做介绍，若有介绍不当之处，请不吝指教.设计步骤:绘线路图、PCB Layout.变压器计算.零件选用.设计验证.设计流程介绍(以DA-14B33为例):线路图、PCB Layout 请参考资识库中说明.变压器计算:变压器是整个电源供应器的重要核心，所以变压器的计算及验证是很重要的，以下即就DA-14B33变压器做介绍.决定变压器的材质及尺寸:依据变压器计算公式Gauss x NpxAeLpxIp B 100(max )= B(max)= 铁心饱合的磁通密度(Gauss) Lp= 一次侧电感值(uH) Ip= 一次侧峰值电流(A) Np= 一次侧(主线圈)圈数 Ae = 铁心截面积(cm 2)B(max) 依铁心的材质及本身的温度来决定，以TDK Ferrite Core PC40为例，100℃时的B(max)为3900 Gauss ，设计时应考虑零件误差，所以一般取3000~3500 Gauss 之间，若所设计的power 为Adapter(有外壳)则应取3000 Gauss 左右，以避免铁心因高温而饱合，一般而言铁心的尺寸越大，Ae 越高，所以可以做较大瓦数的Power 。
决定一次侧滤波电容:滤波电容的决定，可以决定电容器上的Vin(min)，滤波电容越大，Vin(win)越高，可以做较大瓦数的Power ，但相对价格亦较高。
决定变压器线径及线数:当变压器决定后，变压器的Bobbin 即可决定，依据Bobbin 的槽宽，可决定变压器的线径及线数，亦可计算出线径的电流密度，电流密度一般以6A/mm 2为参考，电流密度对变压器的设计而言，只能当做参考值，最终应以温升记录为准。
决定Duty cycle (工作周期):由以下公式可决定Duty cycle ，Duty cycle 的设计一般以50%为基准，Duty cycle 若超过50%易导致振荡的发生。
环路相位-开关电源稳定性设计专业技术环路相位-开关电源稳定性设计摘要：环路,相位,增益,负载,开关电源,稳定性,电压,相移,电源,频率, 信号接收机-基于单芯片的GPS接收机硬件设计白光调光-白光和彩色光智能照明系统解决方案设备方案-台达UPS在中小企业中的创新应用方案触摸屏电容-电容式触摸屏系统解决方案测量肺活量-利用高性能模拟器件简化便携式医疗设备设计测量温度-热敏电阻(NTC)的基本参数及其应用动能产品-动能电子企业文化活动丰富员工生活电路板镀锡-无锡华文默克发布PCB/SMT工艺方案引擎电压-采用接近传感器的火花探测器太阳能控制器-太阳能LED街灯的挑战及安森美半导体高能效解决方案众所周知，任何闭环系统在增益为单位增益l，且内部随频率变化的相移为360°时，该闭环控制系统都会存在不稳定的可能性。
因此几乎所有的开关电源都有一个闭环反馈控制系统，从而能获得较好的性能。
在负反馈系统中，控制放大器的连接方式有意地引入了180°相移，如果反馈众所周知，任何闭环系统在增益为单位增益l，且内部随频率变化的相移为360°时，该闭环控制系统都会存在不稳定的可能性。
因此几乎所有的开关电源都有一个闭环反馈控制系统，从而能获得较好的性能。
在负反馈系统中，控制放大器的连接方式有意地引入了180°相移，如果反馈的相位保持在180°以内，那么控制环路将总是稳定的。
当然，在现实中这种情况是不会存在的，由于各种各样的开关延时和电抗引入了额外的相移，如果不采用适合的环路补偿，这类相移同样会导致开关电源的不稳定。
1 稳定性指标衡量开关电源稳定性的指标是相位裕度和增益裕度。
相位裕度是指：增益降到0dB 时所对应的相位。
增益裕度是指：相位为-180度时所对应的增益大小(实际是衰减)。
在实际设计开关电源时，只在设计反激变换器时才考虑增益裕度，设计其它变换器时，一般不使用增益裕度。
在开关电源设计中，相位裕度有两个相互独立作用：一是可以阻尼变换器在负载阶跃变化时出现的动态过程；另一个作用是当元器件参数发生变化时，仍然可以保证系统稳定。
基于UC3845的反激式开关电源设计- 工程师不可不知的开关电源关键设计（四）[导读]牵涉到开关电源技术设计或分析成为电子工程师的心头之痛已是不争的事实，由于广大工程师网友对前两期的热烈反响，电子发烧友再接再厉推出《工程师不可不知的开关电源关键设计关键词：电子发烧友电源技术开关电源电磁兼容牵涉到开关电源技术设计或分析成为电子工程师的心头之痛已是不争的事实，由于广大工程师网友对前两期的热烈反响，电子发烧友再接再厉推出《工程师不可不知的开关电源关键设计》系列三和工程师们一起分享，请各位继续关注后续章节。
一、开关电源的电磁兼容性技术分析1 引言电磁兼容是一门新兴的跨学科的综合性应用学科。
作为边缘技术，它以电气和无线电技术的基本理论为基础，并涉及许多新的技术领域，如微波技术、微电子技术、计算机技术、通信和网络技术以及新材料等。
电磁兼容技术应用的范围很广，几乎所有现代化工业领域，如电力、通信、交通、航天、军工、计算机和医疗等都必须解决电磁兼容问题。
其研究的热点内容主要有：电磁干扰源的特性及其传输特性、电磁干扰的危害效应、电磁干扰的抑制技术、电磁频谱的利用和管理、电磁兼容性标准与规范、电磁兼容性的测量与试验技术、电磁泄漏与静电放电等。
电磁兼容的英文名称为Electromagnetic Compatibility，简称EMC。
所谓电磁兼容是指设备（分系统、系统）在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的共存状态。
这里包含两层意思，即它工作中产生的电磁辐射要限制在一定水平内，另外它本身要有一定的抗干扰能力。
这便是设备研制中所必须解决的兼容问题。
电磁兼容技术涉及的频率范围宽达0 GHz ~400GHz，研究对象除传统设备外，还涉及芯片级，直到各种舰船、航天飞机、洲际导弹甚至整个地球的电磁环境。
电磁兼容三要素是干扰源（骚扰源）、耦合通路和敏感体。
切断以上任何一项都可解决电磁兼容问题，电磁兼容的解决常用的方法主要有屏蔽、接地和滤波。
开关电源环路稳定的实验方式方法6.5 开关电源环路稳定的试验方法前面频率特性分析方法是以元器件小信号参数为基础，同时在线性范围内，似乎很准确。
但有时很难做到，例如电解电容ESR不准确且随温度和频率变化；电感磁芯磁导率不是常数，还有由于分布参数或工艺限制，电路存在分布参数等等，使得分析结果不可能完全吻合，有时甚至相差甚远。
分析方法只是作为实际调试的参考和指导。
因此，在有条件的情况下，直接通过测量运算放大器以外的环路的频率响应，根据6.4节的理论分析，利用测得的频率特性选择Venable误差放大器类型，对环路补偿，并通过试验检查补偿结果，应当说这是最直接和最可靠设计方法。
采用这个方法，你可以在一个星期之内将你的电源闭环调好。
前提条件是你应当有一台网络分析仪。
6.5.1 如何开环测试响应桥式、半桥、推挽、正激以及Buck变换器都有一个LC滤波电路，输出功率电路对系统性能影响最大。
为了讨论方便，以图6.31为例来说明测试方法，重画为图6.48(a)。
电路参数为：输入电压115V，输出电压为5V，如前所述，滤波电感和电容分别为L=15μH，C=2600μF，PWM控制器采用UC1524,它的锯齿波幅值为3V，只用两路脉冲中的一路，最大占空比为0.5。
为了测量小信号频率特性，变换器必须工作在实际工作点：额定输出电压、占空比和给定的负载电流。
从前面分析知道，如果把开关电源看着放大器，放大器的输入就是参考电压。
从反馈放大器电路拓扑来说，开关电源的闭环是一个以参考电压为输入的电压串联负反馈电路。
输入电源的变化和/或负载变化是外界对反馈控制环路的扰动信号。
取样电路是一个电阻网络的分压器，分压比就是反馈系数，一般是固定的（R2/(R1+R2)）。
参考电压（相应于放大器的输入电压）稳定不变，即变化量为零，输出电压也不变(5V)。
如上所述，所有三种误差放大器都有一个原点极点。
在低频闭环时，由于原点极点增益随频率减少而增高（即在反馈回路电容）在很低频率，有一个最大增益，由误差放大器开环增益决定。
开关电源原理一、开关电源的电路组成：开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器（EMI）、整流滤波电路、功率变换电路、PWM 控制器电路、输出整流滤波电路组成。
辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等。
开关电源的电路组成方框图如下：二、输入电路的原理及常见电路：1、AC输入整流滤波电路原理：防雷电路：当有雷击，产生高压经电网导入电源时，由MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1组成的电路进行保护。
当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻值降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。
②输入滤波电路：C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。
当电源开启瞬间，要对C5充电，由于瞬间电流大，加RT1（热敏电阻）就能有效的防止浪涌电流。
因瞬时能量全消耗在RT1电阻上，一定时间后温度升高后RT1阻值减小（RT1是负温系数元件），这时它消耗的能量非常小，后级电路可正常工作。
③整流滤波电路：交流电压经BRG1整流后，经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。
若C5容量变小，输出的交流纹波将增大。
2、DC输入滤波电路原理：输入滤波电路：C1、L1、C2组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。
C3、C4为安规电容，L2、L3为差模电感。
②R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7组成抗浪涌电路。
在起机的瞬间，由于C6的存在Q2不导通，电流经RT1构成回路。
当C6上的电压充至Z1的稳压值时Q2导通。
如果C8漏电或后级电路短路现象，在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增大，Q1导通使Q2没有栅极电压不导通，RT1将会在很短的时间烧毁，以保护后级电路。
ICSPS48300-1/30系列电源系统艾默生网络能源有限公司发布Q/DMBQ/DMB 1187—2002目次前言 (II)1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 产品组成和分类 (1)4 技术要求: (2)5 试验方法 (6)6 检验规则 (8)7 标志、包装、运输、贮存 (10)IQ/DMB 1187—2002II前言本标准由艾默生网络能源有限公司研究开发部提出。
本标准由艾默生网络能源有限公司产品数据管理中心归口。
本标准由艾默生网络能源有限公司研究开发部一次电源产品线负责起草。
本标准主要起草人：蒋玮本标准标准化审查人：余成林本标准批准人：刘铁庄本标准委托艾默生网络能源有限公司研究开发部一次电源产品线负责解释。
Q/DMB 1187—2002PS48300-1/30系列电源系统1 范围本标准规定了PS48300-1/30系列智能高频开关电源系统的引用文件,组成分类,技术要求、试验方法、检验规则，以及标志、包装、运输、贮存等。
本标准适用于PS48300-1/30系列智能高频开关电源系统（以下简称产品）的设计,制造,使用与检验2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
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GB/T 2423.1-2001 电工电子产品环境试验第2部分: 试验方法试验A: 低温GB/T 2423.2-2001 电工电子产品环境试验第2部分: 试验方法试验B: 高温GB/T 2423.5-1995 电工电子产品基本环境试验规程试验Ea：冲击试验方法GB/T 2423.9-2001 电工电子产品环境试验第2部分: 试验方法试验Cb: 设备用恒定湿热GB/T2423.10-1995 电工电子产品基本环境试验规程试验Fc：振动试验方法GB 3873-1983 通信设备产品包装通用技术条件GB 4208-1993 外壳防护等级(IP代码)GB/T 16821-1997 通信用电源设备通用试验方法YD/T 585-1999 通信用配电设备YD/T 944-1998 通信电源设备的防雷技术要求和测试方法YD/T 1058-2000 通信用高频开关组合电源88－ 3 HD4830-3整流模块－ PSM-A10监控模块BS EN61000-4-2-95电磁兼容性（EMC）第4部分试验和测量技术第2节静电放电抗扰性试验基本EMC出版物BS EN61000-4-4-95电磁兼容性（EMC）第4部分试验和测量技术第4节快速瞬变电脉冲群抗扰性试验基本EMC出版物BS EN61000-4-5-95电磁兼容性（EMC）第4部分试验和测量技术第5节冲击抗扰性试验基本EMC出版物3 产品组成和分类3.1 产品组成PS48300-1/30系列智能电源系统包含有1.6M和2.0M两个电源系统，这两个系统仅仅是结构尺寸上的差别，除此之外其余均相同；它们由交直流一体柜一台、一个监控模块和十个整流模块构成. 电源整流模块采用HD4830-3(H3413Z)。
本科毕业设计开题报告电子信息工程基于 UC3843 的反激式开关电源设计一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义伴随着计算机和电子技术的高速发展，电子设备的越来越小型化以及低成本化，这促使电源朝着轻、薄、小和高效率的方向发展。
上个世纪 50 年代，美国宇航局就以小型化、重量轻为目标，为搭载火箭设计了开关电源。
在将近半个多世纪的发展过程中，开关电源由于具有体积小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定等优点从而逐渐取代传统技术制造的连续工作电源，并在电子整机与设备中得到了广泛的应用。
开关电源是采用功率半导体器件作为开关，通过调整开关的占空比控制输出电压，以功率晶体管（GTR）为例，在开关管饱和导通时，集电极和发射集两端的压降近似零；在开关管截止时，其集电极电流为零。
所以它的功耗小，效率可以高达70%~95%。
由于功耗很小，所以散热器也随之减小。
开关型稳压电源是直接对电网电压进行整流，滤波，调整，然后再由开关调整管来进行稳压，不需要电源变压器。
而且开关工作频率为几十千赫，滤波电容、电感器的数值很小，所以，开关电源就具有质量轻、体积小等优点，此外，由于开关电源的功耗小，机内温升较低，提高了电源的稳定性和可靠性。
在 20 世纪 80 年代，计算机已经全面实现了开关电源化，领先完成了计算机的电源换代。
在 20 世纪 90 年代，开关电源广泛的应用于电子、家电领域，开关电源进入了蓬勃发展时期。
到 21 世纪初，全世界开关电源的市场规模已经达到了 166 亿美元。
在我国，改革开放后，由于通信、家电等领域的迅猛发展，推动了电源市场的发展。
预计中国开关电源市场总额在 70 亿元人民币以上。
开关电源的基础是电力电子技术，它运用了功率变换器把电能进行变换，经过变换的电能就可以满足各种用电的要求。
由于其高效节能可以给我们带来巨大的经济效益，所以得到了社会各方面的重视从而能够得到推广。
开关电源的发展取决于各方面的因素。
