【技术贴】开关电源的主要测试点
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调试开关电源时，除了用电压表测量控制电路中相关元器件引脚的电压外，更重要的是用示波器观测相关的电压波形，以便判断开关电源是否处于最佳工作状态。本篇文章主要讲解示波器测试点的选择。例如，测试点为PWM控制芯片的输出引脚时，可用示波器同时测量驱动脉冲的幅度和占空比这两个重要参数。 测试点的选择非常重要，测试点选择合理，既可以保证调试安全，又可以反映出开关电源的工作状态，能够简化调试过程。 开关电源的测试点选择如图7-3-1所示。测试点TP1为MOSFET功率开关管的漏极，TP2为开关管的源极，Rs为电流取样电阻，TP3是初级一次高压回路的负极。我们可以将TP1、TP2这两个测试点连接到双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要同时连接到一次输入直流回路的负极，即TP3位置。实际测量时，可将探头的接地夹直接夹在Rs的接地引脚上。 从TP1可以看到功率开关管的漏极电压波形，这个波形能够反映出漏极尖峰电压、输入直流高压、二次反射电压、开关管导通压降及导通与截止时间等信息。在单端反激式开关电源中，功率开关管的漏极电压波形如图7-3-2所示。 从TP2可以看到功率开关管的源极电压波形，这个波形是取样电阻Rs上的电压波形，能够反映出漏极电流及导通与截止时间等信息。功率开关管得漏极电流波形如图7-3-3所示。该波形反映出开关电源工作在电流连续模式。每个周期中，开关管导通时，漏极电流从最小的起始电流开始上升。开关管关断前，漏极电流到达最大值。 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，为了观测高频变压器初级一次绕组的电流波形，还可以在一次绕组串联取样电阻。一次回路电流的取样电路如图7-3-4所示，这时的测量状态就是之前文章谈到的“浮动”测量。理论上讲，取样电阻串联在初级一次绕组上端或者下端都可以;实际上，如果串联在一次绕组下端，见图中Rs1位置，测量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，也会产生较大的测量干扰和误差，还可能影响开关电源的正常工作。正确的方法是将取样电阻串联在一次绕组上端，见图Rs位置，并且要在TP1端连接示波器探头的信号线，在TP2端连接探头的接地夹子。这样，虽然一次回路电路波形是反极性的，但测量时的干扰和误差是最小的，对开关电源的正常工作没有影响。可以通过示波器的反极性(INV)功能按钮，观看到正极性的一次电流波形。 特别说明：观测高频变压器初级电流波形时，示波器探头的接地夹子将与直流高压的正端连接。示波器其他通道的探头及接地夹必须与相关电路断开，否则会发生短路或者损坏电路的元器件。也就是说，观测初级一次回路电流波形时，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，不存在这个问题。 |
