用于测试 SMPS 的通用设备。方案、说明

用于测试 SMPS 的通用设备。无线电电子电气工程百科全书

免费技术库

在开发和测试开关电源时，无线电爱好者经常会遇到看似正确组装的电源“拒绝”工作的情况。错误地改变设备输出端多个整流器二极管中至少一个的极性或破坏任何变压器绕组的定相就足够了，而且后果可能是最不可预测的，甚至会损坏非常昂贵的 PWM 控制器和开关晶体管。本文将讨论的通用测试仪将有助于防止这种令人不快的现象。

需要注意的是，SMPS 测试时使用了两个独立的电源。其中之一是低电流 (Imax = 0,2 A)，输出电压为 10 ... 15 V，经过 DA1 微电路额外稳定在 8 V 电平后，为控制器的控制、指示和保护电路供电。设备。第二个是大电流（Imax=5A），是被测元件的测试电压源。为此，可以方便地使用标准 SMPS 电源整流器。因此，虽然器件中的变压器T1和光耦U1在这些源之间提供了电流隔离，但在测试过程中，为了避免触电，应该记住连接到晶体管VT2和电阻器R9的电路处于市电电压下。

如果电阻器R9两端的锯齿脉冲的电压幅度超过光耦合器U1的电流发射二极管足以打开其光电晶体管的某个阈值，则来自后者集电极的过载信号将禁止脉冲通过来自发电机。与光电晶体管的集电极-发射极部分并联的小电容器 C3 可提高器件的抗噪声能力。

在所述测试仪中，使用开关晶体管IRFBC40，其中最大漏极电流为6,2A，漏源电压为600V。阈值电流水平为5A，保护操作电压为0,33Ohm x 5A=1,65V。脉冲D-9的占空比下电流传感器(R1)消耗的功率必须至少为(1,65)2/0,33- 8,25瓦当使用该器件评估 SMPS 的负载能力（D=0,2）时，地面功率必须至少为 8,25x0,2 = 1,65 W。如果测试仪仅用于测试 SMPS 的电感元件（如我们的例子），考虑到电流脉冲的锯齿形状，则电阻器的功率应至少为 1,65x0,5 = 0,825 W。

（点击放大）

当然，进口晶体管可以用国产KP707V2或类似晶体管代替，但对于它们来说，电流传感器的参数需要按照上述比例重新计算，并在设置设备时考虑到。

考虑元件 DD2.1 和 DD2.2 上保护电路的工作。

R8C2电路连接到RS触发器的上部输入（引脚3DD2），其时间常数为8,2ms。它为输入端出现高电平提供时间延迟，这是触发保护节点复位所必需的。

该功能如图 2 所示。 XNUMX 打开设备和开始 SMPS 测试之间存在时间间隔 tmin。

用于测试 SMPS 的通用设备

实际上，这对两个指定的独立电源的开关顺序施加了限制：首先打开小电流，然后打开大电流，然后按照相反的顺序关闭，先打开大电流，然后关闭小电流。当前的。遵守该规则将防止器件开启时的第一个脉冲损坏开关晶体管 VT2。另外，我建议当您第一次打开SMPS时，不要施加完整的电源电压，而是逐渐增加电压，例如使用实验室自耦变压器。

如果开关晶体管过载，RS 触发器会切换到零状态。在元件DD1和DD13的端子1.3、1.4处，高电平被低电平取代，并且脉冲的进一步通过被阻止。切换后的 RS 触发器会关闭 HL2“检查”LED 并打开 HL1“过载”LED。元件DD2.3和DD2.4上的发生器产生警告声音信号。关闭电源并消除过载后，经过一段时间，电容器C1和C2需要放电，设备就可以再次打开。

使用用于估计SMPS输出滤波器中所用电感器饱和电流的装置有其自身的特点。让我们更详细地考虑它们。

图上。图 3 显示了这种情况下测试仪的连接图。

用于测试 SMPS 的通用设备

电源单元（PSU）为大电流，其最大电流必须超过为设备保护电路选择的阈值5A，二极管VD1与被测扼流圈并联。此处允许使用 KD212A 或类似产品。开关频率可能非常大，特别是对于电感为数百或数千微亨的扼流圈。因此，在测量电感器参数时，可能需要在恒定（或可调）脉冲持续时间下显着降低工作频率。还可以通过引入工作电压略高于测量电压的 VD2 齐纳二极管来提高性能。还希望 PSU 输出处的电压是可调的。

示波器与测试仪的电阻R9并联。电流传感器 Ur9 上的电压降以及开关晶体管栅极上的电压 U3-和的观察图的可能选项 A 和 B 如图 4 所示。 XNUMX.

用于测试 SMPS 的通用设备

如您所知，施加到电感器上的电压 U 会导致其中的电流 D1 线性增加。这种依赖性在数学上可以用等式 AI \u1d (U / L) Δt 表示，或者换句话说，将 1 V 的电压施加到电感为 1 Gn 的扼流圈上，经过一段时间后，将导致其中的电流增加 1 A。 10 s. 如果右侧分数的分子和分母将等式乘以 6-1，我们会得到一个重要的结果：要确定电流 DXNUMX （安培）的变化，可以将微亨 (μH) 的电感代入公式以及我们将在测量中使用的时间（以微秒为单位）。

假设电源单元的输出端设置电压 U = 20 V，并且使用特定选定的电感器，则电压图 UR9 的形式为 A（图 4）。让我们估计一下节气门的特性。

很明显，电流峰值 I = U / R = 0,4 / 0,33 - 1,2 A，我们可以得出结论，在过滤高达 1,2 A 的电流时，估计的电感器将非常有效。此外，使用测试仪，您可以评估电感器的电感，为此您需要使用比率 L = (U / AI) At。代入相应的值，我们得到 L = (20/1,2)2 - 33 μH。当然，影响测定精度的指标有很多：测流电阻阻值的容差、示波器测量电压和时间间隔的误差、有源器件在测量电路中的限流作用等。电感和电阻R9的阻值，以及其他一些因素。但根据最粗略的估计，用这种方法测量电感器的电感总误差不会超过20%。这样的精度足以评估作为 SMPS 输出滤波器一部分的电感器的滤波特性。

现在，在不改变电感的情况下，我们将 PSU 输出端的电压增加到 40 V，同时我们得到了如图 4 所示的选项 B。 9. 重要的是电压URXNUMX 的峰值不要超过为保护电路设置的阈值水平，否则将无法进行测量。从图中可以看出，这个条件是满足的。与之前的计算类似，我们可以得出以下结论：

电流限制（饱和电流）为 1,5 A；
电感器的电感为 34,5 μH。

结果之间的轻微差异表明测量误差增加，这与确定曲线 B 上的拐点有关。通常，为此使用纸制模板，将其应用于示波器屏幕上的曲线图像，如图中C线所示。 4. 因此，在测量过程中，建议将 PSU 输出端的电压降低到图表呈严格线性形式的值（类似于线 A），并使用获得的结果来评估电感器和电感器的电感。其中的饱和电流。

低电流时电感器饱和概率的增加与使用由高磁导率（大于 200）材料制成的闭合磁路有关。为了避免饱和，应使用由基于阿尔西尔或钼坡莫合金的磁电介质制成的环，或者应引入非磁性间隙。如果我们比较铁氧体环、Ш形和铠装磁路，应该认识到后两者在创建非磁隙方面技术更先进，尽管可以使用无线电接收器中使用的铁氧体棒段磁性天线为弱饱和磁路（磁导率越低越好）。

在 SMPS 测试期间使用该器件的最后一个选项是作为可调等效负载，并且负载是脉冲的，这对于用作 UMZCH 一部分的电源尤其重要。专家们为了评估此类无线电设备而发明了峰值、最大、平均、音乐、热量和许多其他表征脉冲动作功率的术语。当然，在这种情况下，测试仪中的发生器必须针对音频范围进行重建，并且应按照本文开头所建议的那样调整开关脉冲的占空比。测量时应注意DA1芯片和VT1三极管的热情况。当脉冲占空比接近 1 时，可能需要用更强大的元件替换它们。

根据 SMPS 的输出功率和输出电压，您将需要几个电阻为个单位或数十欧姆且功耗为 30 ... 50 W 的电阻器。在没有它们的情况下，允许使用工作电压为12V的汽车灯作为负载当量，并且其中很容易选择设计用于从几分之一到几十安培的额定电流的样本。如果通过开关晶体管的电流为 5 A 时的最大功耗不足以满足 SMPS 的满负载，则可以将高压场效应晶体管 IRFBC40 替换为低压场效应晶体管，例如 IRFZ48N，其最大直流（平均）电流为 45 A，脉冲电流高达 210 A。

使用该装置作为脉冲负载的可调等效物时的连接图如图 5 所示。 XNUMX.

用于测试 SMPS 的通用设备

测量电路中包含的电流表将显示电流的平均值。如果电流表读数除以脉冲的占空比，我们就得到负载电路中电流的幅度（峰值）。当脉冲占空比接近 1 时，SMPS 的负载最大。

测试仪中的开关晶体管VT2应安装在面积为100...200 cm2的散热器上。我们将微电路稳定器KR1157EN802A更换为国外模拟78L82或更强大的可调国产KR142EN12A、KR142EN12B。允许用 K561LA1 替换 K561TL7 芯片。您可以使用任何相应结构的高频中功率晶体管来代替KT505B。压电陶瓷发声器 HA1 - 任何可用。二极管 KD522B 可以用任何低功率硅二极管代替，例如 KD521、KD522 系列、光耦合器 - AOT127、AOT128 系列中的任何一个。 LED - 任何在电流约为 5 mA 时发出清晰可见光芒的 LED。电容器 C1 - 指定容量的任何氧化物，其余 - 任何陶瓷。所有电阻 - MLT、S1-4、S2-23，进口 R9 除外。

变压器 T1 - 脉冲 FIT-5。如果找不到，则变压器是独立制作的。其磁芯为两个K10x6x3铁氧体环堆叠在一起，磁导率为1500…2000。环的锋利边缘用针锉磨圆，磁路涂有绝缘漆，干燥后，将 100 匝缠绕成两根 PELSHO 0,12 线。连接变压器时应考虑绕组 I 和 II 的相位，如图 1 所示。 XNUMX.

该变压器也可以在B14或B18铠装磁路的基础上制成。在这种情况下，包含 50 ... 70 匝 PEV-2 0,12-0,17 电线的绕组应可靠地相互绝缘。

建立设备首先检查发生器输出端（引脚 10 DD1）的脉冲参数。如果需要，可以通过选择电容器C4的电容以及电阻器R4和R6的电阻来校正它们。然后，按照方案将上面的电阻R10的输出断开并连接到稳压电源的正输出，其负输出连接到U2光耦合器的输出1。通过逐渐增加电压，记录元件 DD1.3、DD1.4 输出处脉冲消失的时刻。通过选择电阻器 R10，可以在 1,65 ± 0,05 V 电压下实现无脉冲，然后恢复连接。

在下一阶段，通过选择电阻器R5，将LED HL1、HL2的电流设置为约5mA。最后，检查晶体管VT2栅极脉冲的极性。如果它们与图不匹配。 2、改变变压器T1的一个绕组的相位。

最后阶段是控制开关晶体管 VT2 的操作，为此该器件连接到被测 SMPS 的网络整流器，如图 5 所示。 2. SMPS 必须具有电源电压开关、220 A 保险丝和浪涌电流限制电路。采用电压60V、功率0,5W的照明灯作为负载。电路中最好但不是必须包含一个测量限值为 10 A 的直流电流表。打开市电整流器后，测试仪在电源电压为 15 的情况下通电和移除数次...将显示电流约为 0,08 A。小心地使用示波器控制晶体管 VT2 漏极的脉冲。如果晶体管有缺陷，灯的亮度将只有平常的一半，并且不会响应关闭设备的电源电压。应更换有缺陷的晶体管，并在额外检查后，设备即可运行。

为了扩展功能，该器件可以补充两个开关，用于切换不同额定值的电阻器 R4、R6 和电容器 C4 组，从而设置频率和脉冲占空比的多个固定值。

作者：S. Kosenko，沃罗涅日

查看其他文章 部分电源供应器.

读和写 有帮助对这篇文章的评论.

<< 返回

科技、新电子最新动态：

花园疏花机 02.05.2024

在现代农业中，技术进步的目的是提高植物护理过程的效率。创新的 Florix 疏花机在意大利推出，旨在优化采收阶段。该工具配备了移动臂，可以轻松适应花园的需求。操作员可以通过使用操纵杆从拖拉机驾驶室控制细线来调节细线的速度。这种方法显着提高了疏花过程的效率，提供了根据花园的具体条件以及花园中生长的水果的品种和类型进行个性化调整的可能性。经过两年对 Florix 机器在各种水果上的测试，结果非常令人鼓舞。 Filiberto Montanari 等农民使用 Florix 机器多年，他们表示疏花所需的时间和劳动力显着减少。 ... >>

先进的红外显微镜 02.05.2024

显微镜在科学研究中发挥着重要作用，使科学家能够深入研究肉眼看不见的结构和过程。然而，各种显微镜方法都有其局限性，其中之一是使用红外范围时分辨率的限制。但日本东京大学研究人员的最新成果为研究微观世界开辟了新的前景。东京大学的科学家推出了一种新型显微镜，它将彻底改变红外显微镜的功能。这种先进的仪器可以让您在纳米尺度上以惊人的清晰度观察活细菌的内部结构。通常，中红外显微镜受到分辨率低的限制，但日本研究人员的最新进展克服了这些限制。据科学家称，所开发的显微镜可以创建分辨率高达120纳米的图像，比传统显微镜的分辨率高30倍。 ... >>

昆虫空气捕捉器 01.05.2024

农业是经济的关键部门之一，害虫防治是这一过程中不可或缺的一部分。来自西姆拉印度农业研究委员会中央马铃薯研究所 (ICAR-CPRI) 的科学家团队针对这一问题提出了一种创新解决方案——风力昆虫空气捕捉器。该设备通过提供实时昆虫种群数据来解决传统害虫防治方法的缺点。该捕集器完全由风能提供动力，使其成为一种无需电力的环保解决方案。其独特的设计使您能够监测有害和有益昆虫，从而全面了解任何农业地区的昆虫数量。卡皮尔说：“通过在正确的时间评估目标害虫，我们可以采取必要的措施来控制害虫和疾病。” ... >>

来自档案馆的随机新闻

加热时凝固的液体 08.06.2005

事实上，这种液体早已为人所知。例如，加热时，鸡蛋的蛋白质会变硬。但冷却后，它不会再次变成液体，而是法国化学家获得的成分以这种方式对温度变化作出反应。

这个发现是偶然的。在一项实验中，劳厄-朗之万研究所的化学家在试管中混合了少量水、大量 4-甲基吡啶（一种致癌溶剂）和一些环糊精（一种糖）。

当试管加热到 45 摄氏度时，这种透明的混合物变成乳白色并凝固。如果继续加热到 95 度或将试管冷却到 45 度以下，混合物会再次变成液体。这种奇怪的物理和化学现象还没有实际应用。

其他有趣的新闻：

▪ PK2 袖珍数码频闪灯

▪ Eizo Re/Vue Pro 视频编码器

▪ 更新 iPod

免费技术图书馆的有趣材料：

▪ 文章我们将在喷气式飞机的机盖下退休。流行表达

▪ 文章外星文明文化日在何时何地庆祝？详细解答

▪ 文章香小穗。传说、栽培、使用方法

▪ 文章 VHF 频率范围 61-73 MHz 的 FM 无线电发射机。无线电电子电气工程百科全书

▪ 文章俄罗斯套娃消失在围巾下。焦点秘密

留下您对本文的评论：

本页所有语言

主页 | 图书馆 | 用品 | 网站地图 | 网站评论