建立一个安全的电源测试站所需的条件
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电源、工业控制器、DC-DC 转换器、DC-AC 逆变器或 UPS 所运用的开关模式电源转换均具备能效高、尺寸小和重量轻的特点。但对线路供电型开关模式电源进行测试或故障排除期间仍会面临若干难以应对的安全相关挑战，这便需要设计人员采取一定的预防措施。 无论是处理高电压、高温、线路隔离，还是应对最低负载要求和极高动态范围的电压测量，操作都相当有难度。本文将介绍建立一个安全的测试站所需的条件，包括实现输入功耗控制、线路隔离、宽动态范围电压测量和可编程负载控制所需的各类器件。 SMPS 测试安全问题 开关模式电源 (SMPS) 能在最短的转换时间内打开和关闭高电压，从而降低功率损耗。典型的线路供电型 SMPS 存在若干安全相关问题(图 1)。 图 1： 在典型的反激式拓扑结构 SMPS 中，高压轨和低压轨之间的差分电压可能超过 670 伏。(图片来源：Digi-Key Electronics) 这是一个采用反激式拓扑结构的线路供电型电源。该电路的初级侧以黄色突出显示，对线路(电源)输入进行全波整流并将其应用于初级轨。这意味着若使用 120 伏线路，高压轨和低压轨之间出现的电压电平约为 340 伏，若使用 240 伏线路，该值会高于 670 伏。使用 15 伏以下电压的技术人员和工程师可能需要知悉，这些电压可能会致命，所以使用这些器件时必须格外小心。 此整流线路电压将存储于初级储能电容器 C2 上。也就是说，即使将该电源与线路断开，储能电容器上所存储的电荷还是有风险。进行故障排除前，应将电源与线路断开连接，并利用电阻器小心谨慎地对主要储能电容器放电。 开关 FET Q2 会在高压轨和低压轨之间切换。即使以高效方式运行，此晶体管也会变得很热，而且它通常会被安装在散热器上。散热器周围的测试操作员应谨慎行事，以防被烧伤。 请注意，该电源的初级和次级区段会采用反激式变压器 L2 和光隔离耦合器 Q4 进行电隔离。次级区段在负极 (-) 输出端接地，初级区段不接地。若使用接地输入仪器(如示波器)进行故障排除，这种接地方式便有问题。将示波器探头的接地连接端与电源初级侧的元件连接可能会导致短路，而且还会损坏主要元件和示波器。 |
