Paano subukan ang isang board ng power supply ng smps

Upang mapatunayan ang mga pag-andar ng produkto at mga parameter ng disenyo, ang isang circuit ng supply ng kuryente ay nangangailangan ng sopistikadong mga pamamaraan sa pagsubok at elektronikong kagamitan sa pagsubok. Kinakailangan upang makalikom ng mas mahusay na kaalaman tungkol sa mga kinakailangan sa pagsubok sa SMPS upang matupad ang mga pamantayan ng produkto. Sa artikulong ito, matututunan natin kung paano subukan ang SMPS circuit at pag-uusapan ang ilan sa mga pinaka pangunahing pagsusulit para sa SMPS at ang mga pamantayan sa kaligtasan na kailangang sundin upang masubukan at madali nang mahusay ang pagsubok ng isang circuit ng SMPS. Ang sumusunod na pagsusuri ay nagbibigay sa iyo ng isang ideya tungkol sa pinaka-pangunahing arkitektura ng power supply at kanilang proseso ng pagsubok.

Kung ikaw ay isang SMPS Design Engineer, maaari mo ring suriin ang artikulo sa Mga Tip sa Disenyo ng SMPS PCB at Mga Diskarte sa Pagbawas ng SMPS EMI na kapwa tinalakay namin kanina.

Mga Pangunahing Kaalaman sa Pagsubok ng SMPS - Mga Puntong Dapat Tandaan

Ang mga circuit ng power supply (SMPS) na naka-switch-mode ay karaniwang lumilipat ng napakataas ng boltahe DC na may isang auto na naaakma na cycle ng tungkulin, upang makontrol ang output power na may mataas na kahusayan. Ngunit ang paggawa nito ay nagpapakilala sa mga alalahanin sa kaligtasan na maaaring mapanganib sa aparato kung hindi alagaan.

Ang iskemang nasa itaas ay nagpapakita ng isang suplay ng kuryente na pinapatakbo ng linya na gumagamit ng flyback topology upang i-convert ang mataas na boltahe DC sa mababang boltahe DC. Ginawa ang eskematiko upang maunawaan nang malinaw ang mataas na boltahe na bahagi at mababang bahagi ng boltahe. Sa gilid ng mataas na boltahe, mayroon kaming fuse bilang isang aparato ng proteksyon, pagkatapos ang boltahe ng pangunahing kapangyarihan ay naitama at nasala ng mga input rectifier diode D1, D2, D3, D4, at capacitor C2, nangangahulugan ito na ang antas ng boltahe sa pagitan ng mga linya ay maaaring maabot ang higit sa 350V o higit pa sa isang naibigay na punto ng oras. Ang mga inhinyero at tekniko ay dapat maging maingat habang nagtatrabaho sa mga potensyal na nakamamatay na antas ng boltahe.

Ang isa pang bagay na dapat maging maingat tungkol sa filter capacitor C2, dahil matagal itong hawak ang singil, kahit na ang suplay ng kuryente ay naka-disconnect mula sa mains. Bago kami magpatuloy sa anumang pagsubok ng SMPS circuit, ang capacitor na ito ay kailangang maalis nang maayos.

Ang switching transistor T2 ay ang pangunahing switching transistor, at ang T1 ay ang auxiliary switching transistor. Tulad ng pangunahing switching transistor ay responsable para sa pagmamaneho ng pangunahing transpormer, malamang na ito ay maging napakainit, at dahil sa isang TO-220 na pakete mayroong isang pagkakataon na ang hit sink ay mayroong mataas na boltahe dito. Ang operator ng pagsubok ay dapat na maging labis na maingat sa seksyong ito. Ang isa sa pinakamahalagang parameter na dapat tandaan ay ang seksyon ng transpormer. Sa eskematiko, ito ay tinukoy bilang T1, ang transpormer T1 kasabay ng optocoupler OK1 ay nagbibigay ng paghihiwalay mula sa pangunahing bahagi. Sa isang sitwasyon sa pagsubok kung saan ang sekundaryong seksyon ay konektado sa ground ground at ang pangunahing seksyon ay lumulutang. Ang sitwasyon na nagkokonekta ng isang instrumento sa pagsubok sa pangunahing seksyon ay magdudulot ng isang maikling circuit sa lupa, na maaaring permanenteng makapinsala sa instrumento ng pagsubok. Maliban dito, ang isang tipikal na flyback converter ay nangangailangan ng isang minimum na load upang gumana nang maayos kung hindi man ang output boltahe ay hindi maaaring maayos nang maayos.

Mga Pagsubok sa Supply ng Kuryente

Ginagamit ang mga supply ng kuryente sa iba't ibang mga produkto. Bilang isang resulta, ang pagganap ng pagsubok ay kailangang magkakaiba depende sa application. Halimbawa, ang pag-set up ng pagsubok sa isang disenyo lab ay tapos na upang ma-verify ang mga parameter ng disenyo. Ang mga pagsubok na ito ay nangangailangan ng kagamitang pansubok na may mahusay na pagganap na may wastong kapaligiran sa pagkontrol. Sa kaibahan, ang pagsubok sa supply ng kuryente sa mga kapaligiran sa produksyon na pangunahing nakatuon sa pangkalahatang pag-andar batay sa mga pagtutukoy na tinukoy sa panahon ng yugto ng disenyo ng produkto.

Mag-load ng Pansamantalang Oras ng Pag-recover:

Ang patuloy na boltahe na supply ng kuryente ay may built-in na loop ng feedback na patuloy na sinusubaybayan at pinapatatag ang boltahe ng output sa pamamagitan ng pagbabago ng cycle ng tungkulin nang naaayon. Kung ang pagkaantala sa pagitan ng feedback at control circuit ay papalapit sa isang kritikal na halaga sa crossover ng pagkakaisa na nakuha nito, ang suplay ng kuryente ay hindi matatag at nagsimulang mag-oscillate. Ang pagkaantala ng oras na ito ay sinusukat bilang isang anggular na pagkakaiba, at ito ay tinukoy bilang ang degree ng phase shift. Sa isang tipikal na supply ng kuryente, ang halagang ito ay 180 degree ng phase shift sa pagitan ng input at output.

Pagsubok sa Regulasyon ng Load:

Ang regulasyon ng pag-load ay isang static na parameter kung saan sinubukan namin ang limitasyon ng output ng supply ng kuryente para sa isang biglaang pagbabago sa kasalukuyang pag-load. Sa isang pare-pareho na supply ng kuryente ng boltahe, ang parameter ng pagsubok ay ang palaging kasalukuyang. Habang sa patuloy na kasalukuyang supply ng kuryente ito ay ang pare-pareho boltahe. Sa pamamagitan ng pagsubok sa mga parameter na ito, matutukoy natin ang kakayahan ng supply ng kuryente na makatiis ng mabilis na mga pagbabago sa pag-load.

Kasalukuyang Pagsubok sa Limitasyon:

Sa isang pangkaraniwang kasalukuyang limitadong suplay ng kuryente, ang pagsubok ay isinasagawa upang maobserbahan ang kasalukuyang naglilimita ng mga kakayahan ng isang pare-pareho na boltahe na supply ng kuryente. Ang tunay na kasalukuyang limitasyon ay maaaring maayos o maaari itong maging variable depende sa uri at kinakailangan ng power supply.

Pagsubok para sa Ripple at Ingay:

Ang isang karaniwang mahusay na de-kalidad na supply ng kuryente o maraming mga audio grade mataas na kalidad na mga supply ng kuryente ay nasubok upang masukat ang kanilang output ripple at ingay. Ang pinakakaraniwang pangalan ng pagsubok na ito ay kilala bilang PARD (Periodic at Random Deviation). Sa pagsubok na ito, sinusukat namin ang pana-panahon at random na paglihis ng output boltahe sa limitadong bandwidth kasama ang iba pang mga parameter tulad ng boltahe ng pag-input, kasalukuyang pag-input, dalas ng paglipat, at kasalukuyang pag-load. Sa mas simpleng mga termino, masasabi natin sa tulong ng prosesong ito, sinusukat namin ang ilalim ng AC na isinama ang ingay at ripple pagkatapos ng output ng pagwawasto at pag-filter ng yugto.

Pagsubok sa Kahusayan:

Ang kahusayan ng isang suplay ng kuryente ay ang ratio lamang sa pagitan ng kabuuang lakas ng output na hinati ng kabuuang lakas ng pag-input. Ang output power ay DC kung saan ang input power ay AC, kaya kailangan nating makakuha ng isang tunay na halaga ng RMS ng input power upang makamit ito. Ang isang mahusay na kalidad na wattmeter na may tunay na mga kakayahan sa RMS ay maaaring magamit, sa pamamagitan ng paggawa ng pagsubok na ito, maaaring maunawaan ng tagasubok ang pangkalahatang mga parameter ng disenyo ng isang supply ng kuryente kung ang nasusukat na kahusayan ay wala sa puwang para sa isang napiling topolohiya, kung gayon ito ay isang malinaw na indikasyon ng isang mahinang dinisenyo isyu ng suplay ng kuryente o may sira na mga bahagi.

Pagsubok sa Pag-antala ng Start-Up:

Ang pagkaantala ng pagsisimula ng isang supply ng kuryente ay ang pagsukat ng oras na ginugol upang makuha ang output ng power supply na matatag. Para sa isang paglipat ng suplay ng kuryente, ang oras na ito ay napakahalaga para sa tamang pagkakasunud-sunod ng output boltahe. Ang parameter na ito ay gumaganap din ng isang mahalagang papel pagdating sa pag-power ng mga sensitibong elektronikong kagamitan at sensor. Kung ang parameter na ito ay hindi maayos na hawakan, humantong ito sa pagbuo ng mga spike na maaaring sirain ang mga switching transistor o kahit na ang konektadong load ng output. Ang problemang ito ay madaling malulutas sa pamamagitan ng pagdaragdag ng isang "soft start" circuit upang malimitahan ang paunang kasalukuyang para sa switching transistor.

Pag-shutdown ng Overvoltage:

Ang isang karaniwang mahusay na supply ng kuryente ay idinisenyo upang isara kung ang output boltahe ng supply ng kuryente ay lumampas sa isang tiyak na antas ng threshold, kung hindi, maaari itong mapinsala sa aparato na naglo-load.

Karaniwang Pag-setup ng Pagsubok ng SMPS

Sa lahat ng kinakailangang mga parameter na nalinis, sa wakas ay maaari tayong magpatuloy sa pagsubok ng SMPS circuit, ang isang mahusay na bench ng pagsubok ng SMPS ay dapat na karaniwang magagamit na kagamitan sa pagsubok at kaligtasan na nagpapaliit sa mga alalahanin sa kaligtasan.

Ang Isolation Transformer:

Ang paghihiwalay ng transpormer ay naroroon upang electrically ihiwalay ang pangunahing seksyon ng SMPS circuit. Kapag nakahiwalay, maaari naming direktang ilakip ang anumang ground probe, na tinatanggihan ang bahagi ng mataas na boltahe ng supply ng kuryente. Tinatanggal nito ang posibilidad ng isang maikling circuit na diretso sa lupa.

Ang Auto-Transformer:

Maaaring gamitin ang autotransformer upang dahan-dahang taasan ang input boltahe ng isang SMPS circuit, ginagawa ito habang sinusubaybayan ang kasalukuyang maaaring maiwasan ang isang sakuna pagkabigo. Sa ibang sitwasyon, maaari itong magamit upang gayahin ang mababang mga boltahe at mga sitwasyon ng mataas na boltahe, na ginagawa sa gayon maaari naming gayahin ang mga sitwasyon kung saan biglang nagbago ang boltahe ng linya, makakatulong ito sa amin na maunawaan ang pag-uugali ng SMPS sa mga kundisyong iyon. Sa pangkalahatan, ang isang unibersal na na-rate na supply ng kuryente na saklaw mula 85V hanggang 240V ay maaaring masubukan sa tulong ng isang autotransformer, maaari nating masubukan ang output na katangian ng isang SMPS circuit nang napakadali.

Ang Series Bulb:

Ang isang bombilya sa serye ay isang mahusay na kasanayan pagdating sa pagsubok ng isang SMPS circuit, ang isang tiyak na pagkabigo ng isang bahagi ay maaaring humantong sa sumasabog na MOSFETs. Kung iniisip mo ang tungkol sa isang sumasabog na MOSFET, nabasa mo iyon nang tama! Ang MOSFET ay sumabog sa mataas na kasalukuyang mga power supply. Kaya, ang isang maliwanag na bombilya sa serye ay maaaring maiwasan ang isang MOSFET mula sa pagsabog.

Ang Electronic Load:

Upang masubukan ang pagganap ng anumang circuit ng SMPS, kinakailangan ang isang pagkarga, habang ang ilang mataas na lakas na risistor ay tiyak na madaling paraan upang masubukan ang ilang mga kakayahan sa pag-load. Ngunit halos imposibleng subukan ang seksyon ng filter ng output nang walang magkakaibang pag-load, iyon ang dahilan kung bakit kinakailangan ang isang elektronikong pagkarga dahil madali nating masusukat ang ingay ng output sa iba't ibang mga kundisyon ng pag-load sa pamamagitan ng pag-iba-iba ng linear na pagkarga.

Maaari ka ring bumuo ng iyong sariling adjustable electronic load gamit ang Arduino na maaaring magamit para sa mababang pagsubok ng SMPS na lakas. Sa tulong ng isang elektronikong pagkarga, madali nating masusukat ang pagganap ng filter ng output, at kinakailangan ito dahil ang isang hindi maganda ang disenyo ng filter ng output, sa isang tiyak na kondisyon sa pag-load, ay maaaring magkasundo ng maayos at ingay sa output, na napakasama para sa sensitibo electronics.

Pagsubok sa SMPS gamit ang isang Mataas na Boltahe na Pagkakaiba ng Probe

Habang ang pagsukat ng boltahe ay maaaring magawa ng madali sa tulong ng isang paghihiwalay transpormer ngunit ang isang mas mahusay na paraan ay ang paggamit ng isang kaugalian probe para sa mga pagsukat ng mataas na boltahe. Ang mga magkakaibang probe ay may dalawang mga input at sukatin ang pagkakaiba sa boltahe sa pagitan ng mga input. Ginagawa ito sa pamamagitan ng pagbawas ng boltahe sa isang input mula sa iba pa nang walang anumang interbensyon mula sa mga daang-bakal sa lupa.

Ang mga uri ng probe na ito ay may mataas na Karaniwang Mode Reaction Ratio (CMRR) na nagpapabuti sa dinamikong saklaw ng probe. Sa isang pangkalahatang circuit ng SMPS, ang pangunahing bahagi ay lumilipat na may napakataas na boltahe ng paglipat ng 340V at isang medyo mabilis na oras ng paglipat. Alin kung sakaling lumilikha ng ingay, sa mga sitwasyong ito kung susubukan nating sukatin ang input signal sa gate ng MOSFET, mag-i-gate kami ng mataas na ingay kaysa sa isang signal ng switch switching. Ang problemang ito ay madaling matanggal sa pamamagitan ng paggamit ng isang mataas na boltahe na probe ng kaugalian na may mataas na CMRR na tinatanggihan ang mga nakakagambalang signal.

Konklusyon

Ang pagdidisenyo at pagsubok ng isang hindi maunlad na suplay ng kuryente ay maaaring magpakita ng mga alalahanin sa kaligtasan. Gayunpaman, tulad ng ipinakita sa artikulong karaniwang kasanayan at kagamitan sa pagsubok ay maaaring tiyak na mabawasan nang malaki ang peligro.

Inaasahan kong nasiyahan ka sa artikulo at natutunan ang isang bagay na kapaki-pakinabang. Kung mayroon kang anumang mga katanungan, maaari mong iwanan ang mga ito sa seksyon ng komento sa ibaba o gamitin ang aming mga forum upang mag-post ng iba pang mga teknikal na katanungan.