動(dòng)態(tài)響應(yīng)是電源測(cè)試中的一個(gè)重要指標(biāo),,要設(shè)計(jì)滿足要求的電源動(dòng)態(tài)響應(yīng),,必然及到環(huán)路問(wèn)題。說(shuō)起環(huán)路設(shè)計(jì),,會(huì)讓很多工程師眉頭緊皺、無(wú)從下手的困境,,現(xiàn)本文從以下幾個(gè)方面來(lái)談一談動(dòng)態(tài)響應(yīng)設(shè)計(jì)思路,,解決設(shè)計(jì)遇到的刺手問(wèn)題。
一,、開(kāi)關(guān)電源為什么需要?jiǎng)討B(tài)響應(yīng)測(cè)試,?
開(kāi)關(guān)電源作為整個(gè)系統(tǒng)的供電“心臟”,當(dāng)它的輸出負(fù)載電流發(fā)生跳變時(shí),,對(duì)輸出電壓的波動(dòng)有嚴(yán)格的設(shè)計(jì)要求:必須限制在一定的容差范圍內(nèi),,確保系統(tǒng)電路的穩(wěn)定工作。但隨著電子技術(shù)的發(fā)展,,低壓大電流的各種電子設(shè)備成為主流的設(shè)計(jì)思路,,電流需求量不斷提高,要確保電源輸出波動(dòng)在一個(gè)范圍內(nèi),,成為業(yè)內(nèi)一個(gè)比較刺手的問(wèn)題,,一直困擾的工程師。
二,、電源動(dòng)態(tài)響應(yīng)的測(cè)試方法和要求
輸入:規(guī)格中定義的最小,、標(biāo)稱及最大輸入直流電壓;輸出:規(guī)格中定義的動(dòng)態(tài)負(fù)載電流條件及規(guī)格所允許的最小電容負(fù)載,。比如E2405UHBD-20W ,,輸入電壓范圍:9-36VDC,則選擇固定的輸入電壓9VDC,、24VDC,、36VDC,標(biāo)稱輸出電壓5V,,負(fù)載電流在額定值的25%-50%-25%和50%-75%-50%變化下測(cè)試,,如圖一所示。
說(shuō)明: 圖一.wmf
圖一 測(cè)試示意圖
負(fù)載的動(dòng)態(tài)變化是有嚴(yán)格要求的,,依規(guī)格要求設(shè)定負(fù)載電流的起始點(diǎn),、終點(diǎn),,負(fù)載電流的上升、下降速率及負(fù)載電流的變化周期,,如圖二所示,。給產(chǎn)品上電后按規(guī)格要求,調(diào)整負(fù)載電流的變化周期t12,、t23,、tr、tf,。
說(shuō)明: 圖二.wmf
圖二 動(dòng)態(tài)負(fù)載電流設(shè)置示意圖
三,、動(dòng)態(tài)響應(yīng)的測(cè)試判定準(zhǔn)則
按照?qǐng)D一、圖二搭接好測(cè)試電路圖和調(diào)整好測(cè)試參數(shù)后,,輸出負(fù)載在額定值的25%-50%-25%和50%-75%-50%變化(電流跳變的斜率為0.08~0.1A/uS,,周期大于該動(dòng)態(tài)完全穩(wěn)定所需),用示波器抓取產(chǎn)品輸出紋波噪聲波形,,并調(diào)節(jié)波形至動(dòng)態(tài)波形顯示,,記錄此時(shí)的過(guò)欠沖幅度和恢復(fù)時(shí)間;調(diào)節(jié)供電電壓和負(fù)載跳變方式分別記錄不同組合下的過(guò)欠沖幅度和恢復(fù)時(shí)間,。
判定條件
a,、各輸出測(cè)量值符合規(guī)格要求;
b,、不能有震鈴(反饋回路欠阻尼)現(xiàn)象,;
c、待測(cè)電源不可以損壞,;
d,、待測(cè)電源不可以工作不穩(wěn)定,甚至關(guān)機(jī)(Shut down),;
e,、響應(yīng)時(shí)間符合要求。
四,、動(dòng)態(tài)響應(yīng)與什么有關(guān),?該如何整改?
電源的負(fù)載動(dòng)態(tài)特性與環(huán)路的響應(yīng)特性有關(guān),,是好是壞在動(dòng)態(tài)負(fù)載時(shí)特別明顯,。總之整改策略指導(dǎo)思路:“反饋環(huán)路的帶寬越寬,,動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度越快,;阻尼系數(shù)越小,過(guò)沖越大”,。
a,、在器件高頻特性,、EMC、效率允許的條件下,,通過(guò)提高開(kāi)關(guān)頻率來(lái)提升動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度,,或者讓占空在動(dòng)態(tài)情形下逐步增大,以避免如電流突變引起的問(wèn)題,;
b,、利用電容、電感,,電容容量越大,,動(dòng)態(tài)響應(yīng)越小,;電感感量越小,,動(dòng)態(tài)響應(yīng)越快,;
c,、反饋環(huán)路的帶寬越寬,動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度越快,,那就是在高增益下,,系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快。零點(diǎn)會(huì)改善動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度,,極點(diǎn)會(huì)減慢動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度,,那就是超前補(bǔ)償使系統(tǒng)響應(yīng)速度更快,滯后補(bǔ)償使系統(tǒng)響應(yīng)速度更慢,。
d,、相位閾度越小,動(dòng)態(tài)響應(yīng)越快,,但是太小,,會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)震蕩。
e,、使用高可靠性的電源模塊,,致遠(yuǎn)電子自主研發(fā)、生產(chǎn)的隔離電源模塊已有近20年的行業(yè)積累,,目前產(chǎn)品具有寬輸入電壓范圍,,隔離1000VDC、1500VDC,、3000VDC及6000VDC等多個(gè)系列,,封裝形式多樣,兼容國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的SIP,、DIP等封裝,。同時(shí)致遠(yuǎn)電子為保證電源產(chǎn)品性能建設(shè)了行業(yè)內(nèi)一流的測(cè)試實(shí)驗(yàn)室,,配備最先進(jìn)、齊全的測(cè)試設(shè)備,,全系列隔離DC-DC電源通過(guò)完整的EMC測(cè)試,,靜電抗擾度高達(dá)4KV、浪涌抗擾度高達(dá)2KV,,可應(yīng)用于絕大部分復(fù)雜惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng),,為用戶提供穩(wěn)定、可靠的電源隔離解決方案,。