开关电源

1、反复短路测试

测试说明

在各种输入和输出状态下将模块输出短路，模块应能实现保护或回缩。反复多次短路，故障排除后，模块应能自动恢复正常运行。

测试方法

a、空载到短路：在输入电压全范围内，将模块从空载到短路，模块应能正常实现输出限流或回缩。短路排除后，模块应能恢复正常工作。让模块反复从空载到短路不断的工作，短路时间为1s，放开时间为1s，持续时间为2小时。这以后，短路放开，判断模块是否能够正常工作。

MOSFET开关管工作的最大占空比Dmax：

式中：Vor为副边折射到原边的反射电压，当输入为AC 220V时反射电压为135V；VminDC为整流后的最低直流电压； VDS为MOSFET功率管导通时D与S极间电压，一般取10V。

变压器原边绕组电流峰值IPK为：

一、纹波与噪声

1、纹波

开关电源的输出并不是真正恒定的，输出存在着周期性的抖动，这些抖动看上去就和水纹一样，称为纹波。纹波可以是电压或电流纹波。

通常用2个参数来描述纹波：

1）最大纹波电压：纹波的峰峰值。

2）纹波系数：交流分量的有效值与直流分量之比。

2、纹波产生的原因

开关电源的纹波来自2个地方：

1）低频纹波：来自AC输入的周期，电源对输入的抑制比不是完美的，当输入变化，输出也会变化。

2）高频纹波：来自开关切换的周期，开关电源不是线性连续输出能量，而是将能量组成一个个包来传输，因此会存在和开关周期相对应的纹波。

这里所说的“噪声对策”是指针对“开关电源”噪声的对策。

噪声对策和产品开发阶段

在介绍噪声对策步骤之前，先来了解一下从产品的设计/开发到量产的过程中，应该在哪些阶段采取噪声对策。

下图是相对于设计/开发、评估、量产的时间轴，采取噪声对策的灵活性（即可以采取的对策的选项多少）以及对策所需成本的示意图。纵轴可以理解为越往上越“高”。

由图可见，随着开发进程的推进，可使用的噪声对策技术和手段越来越有限，对策成本也越来越高。开始量产后发现噪声问题，想采取对策，但无奈产品已成型，束手无策，最终只能变更PCB板等等，这样的事情谁也不希望发生。

作为工作于开关状态的能量转换装置，开关电源的电压、电流变化率很高，产生的干扰强度较大；干扰源主要集中在功率开关期间以及与之相连的散热器和高平变压器，相对于数字电路干扰源的位置较为清楚；开关频率不高（从几十KHz和几MHz），主要的干扰形式是传导干扰和近场干扰；而印刷线路板（PCB）走线通常采用手工布线，随意性更大，这样PCB分布参数提取难度加大，同时近场干扰估算也更困难。

1MHz以内

以差模干扰为主，增大X电容就可解决。

1MHz---5MHz

差模共模混合，采用输入端并一系列X电容来滤除差摸干扰并分析出是哪种干扰超标并解决；5MHz以上以共摸干扰为主，采用抑制共摸的方法。对于外壳接地的，在地线上用一个磁环绕2圈会对10MHz以上干扰有较大的衰减；对于25--30MHz可以采用加大对地Y电容、在变压器外面包铜皮、改变PCBLAYOUT、输出线前面接一个双线并绕的小磁环，最少绕10圈、在输出整流管两端并RC滤波器。

30MHz---50MHz

开关稳压电源非常关键的一个指标就是纹波，它主要是由开关变换的方式导致的，也因纹波的存在会影响到后续电路的工作，尤其是在对纹波比较敏感的场合下。如何正确测量开关电源纹波？如何有效抑制开关电源的纹波以达到供电电路的要求？这些都是PCB设计工程师需要掌握的重要技能。

开关电源纹波的测量

要有效降低开关电源输出纹波我们首先得有个比较靠谱的测试方法，由于测试方法的问题而导致的假波形是整改不好的

基本要求：使用示波器AC耦合，20MHz带宽限制，拔掉探头的地线

1，AC耦合是去掉叠加的直流电压，得到准确的波形。

2，打开20MHz带宽限制是防止高频噪声的干扰，防止测出错误的结果。因为高频成分幅值较大，测量的时候应除去。

3，拔掉示波器探头的接地夹，使用接地环测量，是为了减少干扰。很多部门没有接地环，如果误差允许也直接用探头的接地夹测量。但在判断是否合格时要考虑这个因素。

还有一点是要使用50Ω终端。横河示波器的资料上介绍说，50Ω模块是除去DC成分，精确测量AC成分。但是很少有示波器配这种专门的探头，大多数情况是使用标配100KΩ到10MΩ的探头测量，影响暂时不清楚。

1、整流桥并联

在小功率设计中，一般很少用到整流桥的并联，但在某些大功率输出的情况下，不想增添新的器件单个整流桥电流又不满足输入功率要求，就需要用到整流桥的并联了，整流桥的并联不能采用两个整流桥各自整流后直流并联的方式，也就是不能采用图1的方式，因为整流桥没有配对，单纯靠自身的V-I特性，一般是无法均流的，这样就会造成两个整流桥发热不一致。而采用图2的方式，通常认为在一个封装内的两个二极管是非常匹配的，是可以均分电流的，所以采用图2的方式就可以实现整流桥的并联了。

2、浮地驱动