- Asas Ujian SMPS - Perkara yang Perlu Diingat
- Ujian Bekalan Kuasa
- Persediaan Ujian SMPS Khas
- Menguji SMPS dengan Probe Pembezaan Voltan Tinggi
- Kesimpulannya
Untuk mengesahkan fungsi produk dan parameter reka bentuk, litar bekalan kuasa memerlukan kaedah ujian canggih dan peralatan ujian elektronik. Adalah perlu untuk mengumpulkan pengetahuan yang lebih baik mengenai keperluan ujian SMPS untuk memenuhi standard produk. Dalam artikel ini, kita akan belajar bagaimana menguji litar SMPS dan membincangkan beberapa ujian paling asas untuk SMPS dan norma keselamatan yang perlu diikuti untuk menguji litar SMPS dengan mudah dan cekap. Pemeriksaan berikut memberi anda idea mengenai seni bina bekalan kuasa paling asas dan proses pengujiannya.
Sekiranya anda seorang Jurutera Reka Bentuk SMPS, anda juga dapat melihat artikel mengenai Petua Reka Bentuk SMPS PCB dan Teknik Pengurangan EMPS EMPS yang kedua-duanya telah kami bincangkan sebelumnya.
Asas Ujian SMPS - Perkara yang Perlu Diingat
Litar bekalan kuasa mod beralih (SMPS) biasanya beralih DC voltan tinggi dengan kitaran tugas laras automatik, untuk mengatur daya output dengan kecekapan tinggi. Tetapi berbuat demikian memperkenalkan masalah keselamatan yang boleh membahayakan peranti jika tidak dijaga.
Skema di atas menunjukkan bekalan kuasa elektrik talian yang menggunakan topologi flyback untuk menukar DC voltan tinggi ke DC voltan rendah. Skema dibuat untuk memahami sisi voltan tinggi dan sisi voltan rendah dengan jelas. Di sisi voltan tinggi, kita mempunyai sekering sebagai alat pelindung, kemudian voltan utama diperbaiki dan disaring oleh diod penyearah input D1, D2, D3, D4, dan kapasitor C2, ini bermaksud tahap voltan di antara garis-garis tersebut dapat mencapai 350V atau lebih pada satu masa tertentu. Jurutera dan juruteknik harus berhati-hati semasa bekerja dengan tahap voltan yang berpotensi mematikan ini.
Perkara lain yang sangat berhati-hati adalah kapasitor penapis C2, kerana ia menahan cas untuk waktu yang lama, walaupun bekalan kuasa terputus dari sumber. Sebelum kita melakukan sebarang ujian litar SMPS, kapasitor ini mesti dilepaskan dengan betul.
Transistor pensuisan T2 adalah transistor pensuisan utama, dan T1 adalah transistor pensuisan tambahan. Oleh kerana transistor pensuisan utama bertanggungjawab untuk menggerakkan transformer utama, kemungkinan besar akan menjadi sangat panas, dan kerana dilengkapi dengan paket TO-220 ada kemungkinan bahawa sink sink akan mempunyai voltan tinggi di atasnya. Pengendali ujian harus berhati-hati dalam bahagian ini. Salah satu parameter yang paling penting untuk diperhatikan adalah bahagian pengubah. Dalam skematik, ia dilambangkan sebagai T1, pengubah T1 bersama dengan optocoupler OK1 memberikan pengasingan dari sisi primer. Dalam keadaan ujian di mana bahagian sekunder disambungkan ke tanah bumi dan bahagian utama terapung. Situasi menghubungkan instrumen ujian di bahagian utama akan menyebabkan litar pintas ke tanah, yang boleh merosakkan instrumen ujian secara kekal. Selain itu, penukar flyback khas memerlukan beban minimum untuk berfungsi dengan baik jika tidak, voltan keluaran tidak dapat diatur dengan baik.
Ujian Bekalan Kuasa
Bekalan kuasa digunakan dalam pelbagai produk. Kesannya, prestasi ujian perlu berbeza bergantung pada aplikasinya. Sebagai contoh, persediaan ujian di makmal reka bentuk dilakukan untuk mengesahkan parameter reka bentuk. Ujian ini memerlukan peralatan ujian berprestasi tinggi dengan persekitaran kawalan yang betul. Sebaliknya, pengujian bekalan kuasa di persekitaran pengeluaran terutama berfokus pada fungsi keseluruhan berdasarkan spesifikasi yang ditentukan semasa fasa reka bentuk produk.
Muatkan Masa Pemulihan Sementara:
Bekalan kuasa voltan malar mempunyai gelung maklum balas terbina dalam yang secara berterusan memantau dan menstabilkan voltan output dengan mengubah kitaran tugas dengan sewajarnya. Sekiranya kelewatan antara litar maklum balas dan kawalan mendekati nilai kritikal pada crossover gain unitynya, bekalan kuasa menjadi tidak stabil dan mula berayun. Kelewatan masa ini diukur sebagai perbezaan sudut, dan ditakrifkan sebagai tahap peralihan fasa. Dalam bekalan kuasa biasa, nilai ini adalah 180 darjah peralihan fasa antara input dan output.
Uji Peraturan Beban:
Beban regulasi adalah parameter statis di mana kita menguji had output dari bekalan kuasa untuk perubahan arus beban secara tiba-tiba. Dalam bekalan kuasa voltan malar, parameter ujian adalah arus tetap. Semasa dalam bekalan kuasa arus tetap ialah voltan malar. Dengan menguji parameter ini, kita dapat menentukan kemampuan catu daya menahan perubahan beban yang cepat.
Ujian Had Semasa:
Dalam bekalan kuasa terhad arus biasa, ujian dilakukan untuk memerhatikan keupayaan mengehadkan arus dari bekalan kuasa voltan malar. Had semasa sebenarnya boleh diperbaiki atau boleh berubah-ubah bergantung pada jenis dan keperluan bekalan kuasa.
Uji Ripple dan Noise:
Bekalan kuasa berkualiti biasanya baik atau banyak bekalan kuasa berkualiti tinggi bermutu audio diuji untuk mengukur riak dan bunyi keluarannya. Nama ujian yang paling biasa ini dikenali sebagai PARD (Periodic and Random Deviation). Dalam ujian ini, kami mengukur penyimpangan berkala dan rawak voltan keluaran melebihi lebar jalur terhad bersama dengan parameter lain seperti voltan input, arus input, frekuensi beralih, dan arus beban sentiasa. Dalam istilah yang lebih mudah, kita dapat mengatakan dengan bantuan proses ini, kita mengukur kebisingan dan riak AC di sebelah bawah selepas peringkat pembetulan dan penyaringan output.
Ujian Kecekapan:
The kecekapan bekalan kuasa adalah semata-mata nisbah antara jumlah kuasa output dibahagikan dengan jumlah kuasa input. Daya keluaran adalah DC di mana daya inputnya adalah AC, jadi kita perlu mendapatkan nilai RMS yang sebenarnya dari daya input untuk mencapainya. Wattmeter berkualiti baik dengan kemampuan RMS yang sebenarnya dapat digunakan, dengan melakukan ujian ini, penguji dapat memahami keseluruhan parameter reka bentuk bekalan kuasa jika kecekapan yang diukur berada di luar ruang untuk topologi yang dipilih, maka ini adalah petunjuk yang jelas untuk menunjukkan tahap buruk masalah bekalan kuasa yang dirancang atau bahagian yang rosak.
Ujian Kelewatan Permulaan:
Kelewatan permulaan bekalan kuasa adalah pengukuran masa yang diperlukan untuk memastikan output bekalan kuasa stabil. Untuk bekalan kuasa beralih, masa ini sangat penting untuk penjujukan voltan keluaran yang betul. Parameter ini juga memainkan peranan penting ketika menghidupkan peralatan dan sensor elektronik yang sensitif. Sekiranya parameter ini tidak ditangani dengan betul, ini membawa kepada pembentukan lonjakan yang dapat memusnahkan transistor beralih atau bahkan beban output yang disambungkan. Masalah ini dapat diselesaikan dengan mudah dengan menambahkan litar "soft start" untuk membatasi arus awal untuk beralih transistor.
Penutupan Voltan:
Bekalan kuasa yang biasanya baik dirancang untuk ditutup sekiranya voltan keluaran bekalan kuasa melebihi tahap ambang tertentu, jika tidak, ini boleh membahayakan peranti yang dimuat.
Persediaan Ujian SMPS Khas
Dengan semua parameter yang diperlukan dibersihkan, akhirnya kita dapat melanjutkan untuk menguji litar SMPS, bangku pengujian SMPS yang baik seharusnya memiliki peralatan pengujian dan keselamatan yang tersedia yang dapat meminimumkan masalah keselamatan.
Pengubah Pengasingan:
Transformer pengasingan ada untuk mengasingkan elektrik bahagian utama litar SMPS. Apabila diasingkan, kita boleh melampirkan sebarang probe tanah secara langsung, dengan menolak sisi voltan tinggi dari bekalan kuasa. Ini menghilangkan kemungkinan litar pintas terus ke tanah.
Transformer Auto:
Autotransformer dapat digunakan untuk perlahan-lahan meningkatkan voltan input litar SMPS, melakukannya sambil memantau arus dapat mencegah kegagalan bencana. Dalam situasi yang berbeza, ia dapat digunakan untuk mensimulasikan situasi voltan rendah dan voltan tinggi, dengan demikian kita dapat mensimulasikan situasi di mana voltan saluran berubah secara tiba-tiba, ini akan membantu kita memahami tingkah laku SMPS dalam keadaan tersebut. Secara amnya, bekalan kuasa undian universal berkisar antara 85V hingga 240V dapat diuji dengan bantuan autotransformer, kita dapat menguji ciri output litar SMPS dengan sangat mudah.
Mentol Seri:
Mentol dalam siri adalah amalan yang baik ketika menguji litar SMPS, kegagalan komponen tertentu boleh menyebabkan MOSFET meletup. Sekiranya anda memikirkan MOSFET yang meletup, anda betul-betul membaca! MOSFET meletup dalam bekalan kuasa semasa yang tinggi. Oleh itu, bola lampu pijar secara bersiri dapat mengelakkan MOSFET terkena letupan.
Beban Elektronik:
Untuk menguji prestasi mana-mana litar SMPS, beban diperlukan, sementara beberapa perintang kuasa tinggi tentunya cara mudah untuk menguji kapasiti beban tertentu. Tetapi hampir mustahil untuk menguji bahagian penapis output tanpa beban yang berbeza-beza, itulah sebabnya beban elektronik menjadi perlu kerana kita dapat dengan mudah mengukur kebisingan keluaran pada keadaan beban yang berbeza dengan mengubah beban secara linear.
Anda juga boleh membina beban elektronik anda sendiri yang dapat disesuaikan menggunakan Arduino yang dapat digunakan untuk ujian SMPS berkuasa rendah. Dengan bantuan beban elektronik, kita dapat mengukur prestasi penapis output dengan mudah, dan itu perlu kerana penapis output yang dirancang dengan buruk, dalam keadaan beban tertentu, dapat menyebabkan harmoni dan kebisingan pada output, yang sangat buruk untuk sensitif elektronik.
Menguji SMPS dengan Probe Pembezaan Voltan Tinggi
Walaupun pengukuran voltan dapat dilakukan dengan mudah dengan bantuan pengubah pengasingan tetapi cara yang lebih baik adalah dengan menggunakan probe pembezaan untuk pengukuran voltan tinggi. Probe pembezaan mempunyai dua input dan mengukur perbezaan voltan antara input. Ia melakukannya dengan mengurangkan voltan pada satu input dari yang lain tanpa campur tangan dari landasan rel.
Jenis probe ini mempunyai Nisbah Penolakan Mode Biasa (CMRR) yang tinggi yang meningkatkan julat dinamik probe. Dalam litar SMPS generik, sisi utama beralih dengan voltan pensuisan yang sangat tinggi 340V dan masa peralihan yang agak pantas. Sekiranya menimbulkan kebisingan, dalam situasi ini jika kita cuba mengukur isyarat input di pintu MOSFET, kita akan mengeluarkan bunyi yang tinggi dan bukannya isyarat beralih input. Masalah ini dapat diatasi dengan mudah dengan menggunakan probe pembezaan voltan tinggi dengan CMRR tinggi yang menolak isyarat gangguan.
Kesimpulannya
Merancang dan menguji bekalan kuasa yang kurang berkembang dapat menimbulkan masalah keselamatan. Namun, seperti yang ditunjukkan dalam artikel praktik umum dan peralatan pengujian tentu dapat mengurangi risiko dengan sangat besar.
Semoga anda menikmati artikel itu dan mempelajari sesuatu yang berguna. Sekiranya anda mempunyai pertanyaan, anda boleh meninggalkannya di bahagian komen di bawah atau menggunakan forum kami untuk menghantar soalan teknikal lain.