原标题:开关电源的主要试验点
调试 除了用电压表测量控制电路中相关部件引脚的电压外,更重要的是使用 观察相关电压波形,以判断开关 是否处于最佳工作状态。本文主要讲解示波器 选择。例如,测试点是PWM在控制芯片输出引脚时,示波器可以同时测量驱动脉冲的范围和占空比。
试验点的选择非常重要。合理选择试验点不仅能保证调试安全,还能反映开关电源的工作状态,简化调试过程。
开关电源的试验点选择如图7-3-1所示。测试点TP1为MOSFET电源开关管的漏极,TP二是开关管的源极,Rs电流取样电阻,TP三是初级高压回路的负极。我们可以将TP1、TP两个测试点连接到双跟踪示波器的两个输入通道(CH1和CH2)同时观察两点的电压波形。此时,两个探头的接地端应同时连接到输入直流电路的负极,即TP3位置。在实际测量中,探头的接地夹可以直接夹在Rs接地引脚。
从TP1.功率开关管的漏极电压波形可反映漏极尖峰电压、输入直流高压、二次反射电压、开关管、开关管的导压降和导截止日期。在单端反向开关电源中,电源开关管的漏极电压波形如图7-3-2所示。
从TP2.电源开关管的源极电压波形为取样电阻Rs上面的电压波形可以反映泄漏电流、导流和截止日期。电源开关管的泄漏电流波形如图7-3-3所示。波形反映了电流连续模式下开关电源的工作。在每个周期中,当开关管通过时,泄漏电流从最小的起始电流开始上升。在开关管关闭前,泄漏电流达到最大值。
TP1和TP2这两个测试点很关键,基本能够反映出开关电源的工作状态和有无故障。在调试过程中,要特别注意这两个测试点的波形。在逐渐升高输入交流电压时,如果发现峰值电压或者峰值电流超过设计范围,应该立即关闭电源,查找原因,以防功率开关管的损坏。
有时,为了观察高频变压器初级绕组的电流波形,还可以在一次绕组中串联取样电阻。一次电路电流的取样电路如图7-3-4所示,此时的测量状态是之前文章中提到的浮动测量。理论上,取样电阻可以串联在初级绕组的上端或下端;事实上,如果串联在一次绕组的下端,见图Rs在测量位置时,会在示波器接地线上产生浮动的高压脉冲。这样做既不安全,又会产生较大的测量干扰和误差,还会影响开关电源的正常运行。正确的方法是在绕组上端串联取样电阻,见图Rs位置,要在TP一端连接的信号线在TP两端连接探头的接地夹。这样,虽然电路波形是反极性的,但测量过程中的干扰和误差最小,对开关电源的正常运行没有影响。通过示波器的反极性(INV)功能按钮,观察电流波形的正极性。
特别说明:在观察高频变压器的初级电流波形时,示波器探头的接地夹将与直流高压的正端连接。其他通道的探头和接地夹必须与相关电路断开,否则会发生短路或损坏电路的部件。也就是说,在观察初级电路电流波形时,只能使用一个通道,其他通道必须完全断开。当使用内置隔离通道技术的示波器时,没有这个问题。
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