为了验证产品功能和设计参数，电源电路需要复杂的测试方法和电子测试设备。有必要收集有关SMPS测试要求的更多知识，以达到产品标准。在本文中，我们将学习如何测试SMPS电路，并讨论一些针对SMPS的最基本的测试以及轻松有效地测试SMPS电路所需遵循的安全规范。以下检查使您对最基本的电源体系结构及其测试过程有所了解。
如果您是SMPS设计工程师，还可以查看我们前面讨论的关于SMPS PCB设计技巧和SMPS EMI降低技术的文章。
SMPS测试的基础知识–要记住的要点
开关电源（SMPS）电路通常以自动可调的占空比切换非常高的直流电压，以便高效地调节输出功率。但是这样做会带来安全隐患，如果不加以注意，可能会对设备造成伤害。
上面的示意图显示了一种线路供电的电源，该电源利用反激拓扑将高压DC转换为低压DC。制作原理图是为了清楚地了解高压侧和低压侧。在高压侧，我们有一个保险丝作为保护装置，然后通过输入整流二极管D1，D2，D3，D4和电容器C2对电源电压进行整流和滤波，这意味着这些线路之间的电压电平可以在给定的时间点达到350V或更高。在使用这些可能致命的电压电平时，工程师和技术人员应非常小心。
另一个要非常小心的事情是滤波电容器C2，因为即使电源与市电断开，它也可以长时间保持电荷。在继续对SMPS电路进行任何测试之前，需要正确放电该电容器。
开关晶体管T2是主开关晶体管，T1是辅助开关晶体管。由于主开关晶体管负责驱动主变压器，因此很可能会变得很热，并且由于它带有TO-220封装，因此击中的接收器上可能会有高压。测试操作员在本节中必须格外小心。需要注意的最重要参数之一是变压器部分。在示意图中，它表示为T1，变压器T1与光耦合器OK1结合提供了与初级侧的隔离。在测试情况下，次级部分接地，初级部分是浮动的。在主要部分连接测试仪器的情况会导致接地短路，从而可能永久损坏测试仪器。除此之外，典型的反激式转换器需要最小的负载才能正常工作，否则输出电压将无法正确调节。
电源测试
电源用于各种产品。结果，测试性能需要根据应用程序而有所不同。例如，完成设计实验室中的测试设置以验证设计参数。这些测试需要具有适当控制环境的高性能测试设备。相比之下，生产环境中的电源测试主要集中在基于产品设计阶段确定的规格的总体功能上。
负载瞬态恢复时间：
恒压电源具有内置的反馈环路，该环路通过相应地改变占空比来连续监视和稳定输出电压。如果反馈和控制电路之间的延迟在其单位增益交叉点处接近临界值，则电源将变得不稳定并开始振荡。该时间延迟被测量为角度差，并且被定义为相移的程度。在典型的电源中，该值是输入和输出之间的180度相移。
负载调节测试：
负载调节是一个静态参数，在该参数中，我们针对负载电流的突然变化测试电源的输出极限。在恒压电源中，测试参数为恒流。在恒流电源中，它是恒定电压。通过测试这些参数，我们可以确定电源承受负载快速变化的能力。
限流测试：
在典型的限流电源中，执行测试以观察恒定电压电源的限流能力。实际电流限制可以是固定的，也可以根据电源的类型和要求而变化。
测试纹波和噪声：
测试了典型的高质量电源或许多音频级别的高质量电源，以测量其输出纹波和噪声。该测试的最常见名称是PARD（定期和随机偏差）。在此测试中，我们不断测量输出电压在有限带宽内的周期性和随机偏差以及其他参数，例如输入电压，输入电流，开关频率和负载电流。简单来说，我们可以说借助此过程，可以在输出整流和滤波阶段之后测量下侧交流耦合的噪声和纹波。
效率测试：
所述电源的效率仅仅是它的总输出功率由其总输入功率除以之间的比率。输出功率是直流电，而输入功率是交流电，因此我们需要获得输入功率的真均方根值才能实现。可以使用具有真正RMS能力的高质量功率计，通过执行此测试，如果测得的效率超出了所选拓扑的空间，则测试人员可以了解电源的总体设计参数，这清楚地表明性能不佳设计的电源或有缺陷的零件问题。
启动延迟测试：
电源的启动延迟是使电源输出稳定所需的时间的度量。对于开关电源，此时间对于正确选择输出电压至关重要。在为敏感的电子设备和传感器供电时，该参数也起着重要作用。如果未正确处理此参数，则会导致尖峰的形成，这些尖峰会破坏开关晶体管或什至连接的输出负载。通过添加“软启动”电路来限制开关晶体管的初始电流，可以轻松解决此问题。
过压关断：
如果电源的输出电压超过某个阈值水平，则通常会设计一个良好的电源来关闭电源，如果不超过此阈值水平，则可能对负载的设备有害。
典型的SMPS测试设置
清除所有必需的参数后，我们最终可以继续测试SMPS电路，一个好的SMPS测试台应具有通常可用的测试和安全设备，以最大程度地减少安全隐患。
隔离变压器：
隔离变压器在那里电隔离SMPS电路的初级部分。隔离后，我们可以直接连接任何接地探针，而无需连接电源的高压侧。这消除了直接接地的可能性。
自动变压器：
自耦变压器可用于缓慢增加SMPS电路的输入电压，同时监视电流可以防止灾难性故障。在不同的情况下，它可以用于模拟低电压和高电压情况，这样我们可以模拟线路电压突然变化的情况，这将有助于我们了解SMPS在这些条件下的行为。通常，可以使用自动变压器测试通用额定电源范围为85V至240V，我们可以非常轻松地测试SMPS电路的输出特性。
系列灯泡：
当测试SMPS电路时，串联灯泡是一个好习惯，组件的某些故障可能导致MOSFET爆炸。如果您正在考虑MOSFET爆炸，那您没看错！MOSFET确实会在大电流电源中爆炸。因此，串联的白炽灯泡可以防止MOSFET爆炸。
电子负载：
要测试任何SMPS电路的性能，必须要有一个负载，而某些大功率电阻器无疑是测试某些负载容量的简便方法。但是，在不改变负载的情况下测试输出滤波器部分几乎是不可能的，这就是为什么需要电子负载的原因，因为我们可以通过线性地改变负载来轻松测量不同负载条件下的输出噪声。
您还可以使用Arduino构建自己的可调电子负载，该负载可用于低功耗SMPS测试。在电子负载的帮助下，我们可以轻松地测量输出滤波器的性能，这是必要的，因为设计不良的输出滤波器在一定的负载条件下会在输出端耦合谐波和噪声，这对敏感度非常不利。电子产品。
用高压差分探头测试SMPS
尽管可以借助隔离变压器轻松进行电压测量，但是更好的方法是使用差分探头进行高压测量。差分探头有两个输入端，可测量输入端之间的电压差。它是通过从一个输入减去另一个输入的电压来实现的，而无需地线的任何干预。
这些类型的探针具有较高的共模抑制比（CMRR），可改善探针的动态范围。在通用SMPS电路中，初级侧的开关电压很高，为340V，转换时间相对较快。在这种情况下会产生噪声，在这种情况下，如果我们尝试测量MOSFET栅极中的输入信号，我们将对高噪声而不是输入开关信号进行栅极化。通过使用具有高CMRR的高压差分探头可以很容易地解决这个问题，该探头可以抑制干扰信号。
结论
设计和测试欠发达的电源可能会带来安全隐患。但是，如文章中所示，常规做法和测试设备当然可以大大降低风险。
希望您喜欢这篇文章并学到一些有用的东西。如果您有任何疑问，可以将其留在下面的评论部分，或使用我们的论坛来发布其他技术问题。