準(zhǔn)備

在初次設(shè)計(jì)電源之前，應(yīng)確保電源所采用的印刷電路板符合Power Integrations器件數(shù)據(jù)手冊(cè)中指定的布局指南。如果在實(shí)驗(yàn)用面包板或原始樣板上搭建設(shè)計(jì)的電路，會(huì)引入很多寄生元件，這樣會(huì)影響電源的正常工作。而且，許多實(shí)驗(yàn)用面包板都無法承載開關(guān)電源所產(chǎn)生的電流水平，并可能因而受損。此外，在這些電路板上非常難以控制爬電距離和電氣間隙。

所需設(shè)備

在本課程中，您將用到以下設(shè)備：

1.一個(gè)隔離式交流電源供應(yīng)器或一個(gè)自耦變壓器

2.一個(gè)瓦特表

3.至少四個(gè)數(shù)字萬用表，其中兩個(gè)具有高精度電流量程

4.一個(gè)帶有高壓探針的示波器

5.一個(gè)電流探針
6. 還有您的實(shí)際負(fù)載

第1章：術(shù)語(yǔ)
本課中將頻繁使用的兩個(gè)術(shù)語(yǔ)是“穩(wěn)壓”和“自動(dòng)重啟動(dòng)”。當(dāng)電源處于穩(wěn)壓狀態(tài)時(shí)，控制器持續(xù)接收反饋，所有輸出電壓均保持穩(wěn)定不變，并處于指定的容差限值內(nèi)。自動(dòng)重啟動(dòng)是Power Integrations器件中內(nèi)置的一種保護(hù)模式。
處于穩(wěn)壓狀態(tài)的輸出

自動(dòng)重啟動(dòng)

在工作期間，如果所消耗的功率大于電源所能提供的功率限值，或者在啟動(dòng)后，電源的輸出電壓在指定的時(shí)間內(nèi)不能達(dá)到穩(wěn)壓，Power Integrations器件將進(jìn)入自動(dòng)重啟動(dòng)保護(hù)模式。這種設(shè)計(jì)通過限制電源在故障情況下提供的平均功率，可防止元件受損。有關(guān)特定的自動(dòng)重啟動(dòng)導(dǎo)通時(shí)間，請(qǐng)參見相關(guān)的Power Integrations器件數(shù)據(jù)手冊(cè)。
在測(cè)試期間，如果發(fā)現(xiàn)電源性能與本課程中所描述的情況不符，或者表現(xiàn)出任何異常特征，請(qǐng)停止測(cè)試程序，并參照其他PI大學(xué)故障診斷課程中的內(nèi)容排查問題，或者聯(lián)系當(dāng)?shù)豍I代表解決問題。

第2章：設(shè)計(jì)信息

現(xiàn)在就可以開始測(cè)試了。下面，我們將以使用TinySwitch -PK器件的RD-1151參考設(shè)計(jì)電路板為例進(jìn)行講解。該電源用于DVD播放器，可提供7.5 W的連續(xù)輸出功率，峰值功率為13 W。連續(xù)輸出功率分為四路輸出，它們包括：

3.3 V，500 mA

5 V，500 mA

正12 V，250 mA

負(fù)12 V，30 mA

第3章：目測(cè)

設(shè)計(jì)之前，應(yīng)先目測(cè)檢查電路板，確保所有極性組件都已正確插裝。雖然這種情況并不常見，但一個(gè)元件插裝錯(cuò)誤卻能導(dǎo)致破壞性故障。

即使在完成了元件插裝檢查后，我們?nèi)詮?qiáng)烈建議您在第一次設(shè)計(jì)電源時(shí)佩戴護(hù)目裝置。確保所有極性組件都已正確插裝
第4章：禁用欠壓鎖存

第一步是檢查電源能否在低輸入電壓下正確工作，因此您需要禁用Power Integrations器件的欠壓鎖存功能（如果已啟用的話）。在大部分設(shè)計(jì)中，這意味著將UV電阻從電路板上卸除。在本設(shè)計(jì)范例中，UV電阻連接在DC總線和TOPSwitch -HX器件的M引腳之間。您需卸除這些電阻，使M引腳與源極短路。如果是其他產(chǎn)品，請(qǐng)參閱相應(yīng)的器件數(shù)據(jù)手冊(cè)，確定應(yīng)使用的正確元件和禁用UV功能的方法。

第5章：極低電壓工作

接下來，將兩個(gè)短導(dǎo)線焊接到輸入電容的負(fù)極和正極端子上，用作測(cè)試點(diǎn)。為了正確驗(yàn)證低電壓工作情況，您需要在施加低AC輸入電壓的過程中，監(jiān)測(cè)輸入電容的輸出電壓和DC總線電壓。將一個(gè)萬用表連接到電路板的輸出端子，并將另一個(gè)萬用表連接到輸入電容，利用兩個(gè)測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。這兩個(gè)萬用表都應(yīng)設(shè)置為讀取DC電壓。

如果您的設(shè)計(jì)有多路輸出，可將負(fù)載電阻連接到主穩(wěn)壓輸出以外的任何輸出。負(fù)載電阻的大小應(yīng)能夠吸收為每個(gè)輸出指定的最小負(fù)載。這樣可防止這些輸出電壓因峰值充電而超出規(guī)格范圍。

如果沒有為輸出指定最小負(fù)載，那么選擇電阻吸收5 mA的輸出電流。將AC輸入導(dǎo)線連接到電路板。確保AC輸入正確連接到電源的輸入端子，而不是連接到DC輸出。AC輸入連接錯(cuò)誤可嚴(yán)重?fù)p壞電源。

在本測(cè)試中，您還需要測(cè)量AC輸入功率。如果您有瓦特表，請(qǐng)參照其操作手冊(cè)中有關(guān)如何安裝到AC輸入通道的說明，配置為測(cè)量AC電壓、電流及輸入功率。如果沒有瓦特表可用，可將第三個(gè)萬用表與AC輸入串聯(lián)，設(shè)置為測(cè)量AC電流。再將第四個(gè)萬用表連接到電源輸入端子，測(cè)量AC電壓。

現(xiàn)在，確保自耦變壓器或交流電源供應(yīng)器設(shè)置為零，然后將其開啟。將輸入電壓慢慢提高到約10 VAC。您應(yīng)該可以在瓦特表或輸入萬用表上看到AC輸入電壓在逐步增大。如果沒看到的話，應(yīng)確認(rèn)您的交流電源供應(yīng)器是否配置正確。您還應(yīng)該看到DC總線電壓在您施加AC電壓的過程中不斷增大。

如果您使用的是瓦特表，穩(wěn)態(tài)AC輸入功率應(yīng)小于15 mW。如果您使用的是兩個(gè)萬用表，穩(wěn)態(tài)AC電流讀數(shù)應(yīng)小于10 mA。如果您看到輸入功率或AC電流高于此值，那么說明您的電路板存在故障。關(guān)閉交流電源供應(yīng)器，斷開AC輸入連接。

在上述情況下，持續(xù)提高AC電壓會(huì)對(duì)電路板造成破壞性故障。有關(guān)確定和修復(fù)電路板故障的信息，請(qǐng)參見PI大學(xué)課程“修復(fù)無輸出電壓的反激式電源”。

第6章：?jiǎn)?dòng)和穩(wěn)壓

如果輸入功率小于15 mW，則可繼續(xù)將電壓增大到50 VAC。觀測(cè)DC輸出電壓，如果輸出處于穩(wěn)壓狀態(tài)、自動(dòng)重啟動(dòng)狀態(tài)，或者輸出電壓表上的電壓讀數(shù)大于0.1 V，則說明的電路板未受損且功能正常。

繼續(xù)將AC輸入電壓增大至指定的最小輸入電壓。如果電源無法啟動(dòng)或達(dá)到穩(wěn)壓，請(qǐng)停止測(cè)試，并參照PI大學(xué)課程“修復(fù)輸出無法達(dá)到穩(wěn)壓的反激式電源”排查問題。

現(xiàn)在，關(guān)閉AC輸入，將輸入導(dǎo)線從電路板斷開，將輸入電容放電至安全的電壓水平。此外，將萬用表從DC大容量電容斷開。

第7章：MOSFET漏極開關(guān)波形

接下來，您需要監(jiān)測(cè)漏極開關(guān)波形。斷開電路板上的漏極走線，插入一個(gè)電流環(huán)。確保此斷開點(diǎn)介于Power Integrations器件漏極引腳與箝位電路中的任何元件之間。這樣可以確保探針只檢測(cè)到MOSFET電流。

將一個(gè)1000 V或更大倍數(shù)的x100探針連接到MOSFET兩端來測(cè)量開關(guān)電壓。將示波器配置為以適當(dāng)?shù)谋壤瑫r(shí)顯示電壓和電流波形，并設(shè)置一個(gè)寬時(shí)基，以便在一幀圖像上顯示許多開關(guān)周期。例如，對(duì)于這個(gè)132 kHz設(shè)計(jì)，可將時(shí)基設(shè)置為每格50 μs。

第8章：負(fù)載主輸出

現(xiàn)在，將一個(gè)電子負(fù)載連接到電源的主輸出，確保負(fù)載設(shè)置為零。將兩個(gè)萬用表連接到該輸出，一個(gè)連接到輸出端子來測(cè)量輸出電壓，另一個(gè)與電子負(fù)載串聯(lián)來測(cè)量輸出電流。用精度最高的萬用表來測(cè)量輸出電流。

重新將AC輸入導(dǎo)線連接到電路板，確保自耦變壓器或交流電源供應(yīng)器設(shè)置為零?，F(xiàn)在，接通AC輸入，慢慢將電壓增大至電源的最小指定輸入電壓。慢慢將電源的負(fù)載增大至滿功率的25%。輸出電壓應(yīng)維持在指定穩(wěn)壓容差范圍內(nèi)。繼續(xù)將負(fù)載提升到滿載。輸出電壓應(yīng)保持穩(wěn)定，并處于穩(wěn)壓限值范圍內(nèi)。

第9章：滿載工作

如果您的設(shè)計(jì)采用多路輸出，請(qǐng)關(guān)斷AC輸入，拆下早前安裝的最小負(fù)載電阻。將所有這些電阻都分別替換為電子負(fù)載，直到您電源的所有輸出都加有負(fù)載。如果此時(shí)沒有電子負(fù)載可用，請(qǐng)參照電力電子裝置導(dǎo)論課程了解更多負(fù)載選項(xiàng)，以及如何替代它們的信息。

按照前面所講的方法，連接兩個(gè)萬用表來監(jiān)測(cè)每個(gè)輸出的輸出電壓和電流。本設(shè)計(jì)總共有4路輸出，因此總共需要8個(gè)萬用表，其中至少4個(gè)應(yīng)具有高精度電流量程。這種配置便于進(jìn)行快速測(cè)量。如果沒有足夠的這種萬用表可用，可以用一個(gè)萬用表來測(cè)量所有電壓，方法是將它輪流連接到所有輸出，分別測(cè)量電壓，一次測(cè)量一個(gè)輸出。

將所有負(fù)載設(shè)置為從每個(gè)輸出吸收少量的電流，避免峰值充電的發(fā)生。再次將AC輸入歸零，然后接通，慢慢將輸入增大至電源的最小工作電壓。從主輸出開始逐個(gè)慢慢增大每個(gè)輸出的負(fù)載，以達(dá)到該輸出的額定滿載點(diǎn)，直到電源的所有負(fù)載都提供指定的滿輸出功率為止。

此時(shí)，您的電源提供最大連續(xù)輸出功率。所有輸出都應(yīng)保持穩(wěn)壓，并且處于指定的容差限值范圍內(nèi)。否則，請(qǐng)停止測(cè)試，參照PI大學(xué)故障診斷課程中的內(nèi)容來排查問題。如果電源已進(jìn)入自動(dòng)重啟動(dòng)模式，請(qǐng)參見PI大學(xué)課程“修復(fù)無法提供滿功率的反激式電源”。

第10章：檢驗(yàn)效率

當(dāng)電源在最大連續(xù)負(fù)載和低壓狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，對(duì)電源執(zhí)行快速效率測(cè)量，并將測(cè)量結(jié)果與PI Expert指定的目標(biāo)值進(jìn)行比較。如果發(fā)現(xiàn)測(cè)量的效率低于預(yù)期的5%以上，請(qǐng)參照PI大學(xué)故障診斷課程中的內(nèi)容排查問題。

第11章：峰值漏極電壓（高壓）

接下來，減小示波器的時(shí)基，并在漏極電壓的上升沿觸發(fā)。將示波器設(shè)置為正常觸發(fā)模式，然后緩慢增加觸發(fā)電平，直至示波器在MOSFET電壓出現(xiàn)最高峰值時(shí)偶爾觸發(fā)。

利用示波器的光標(biāo)測(cè)量MOSFET在此峰值時(shí)的最大電壓?，F(xiàn)在，緩慢將AC輸入電壓增加到最大輸入電壓，增加50 V后暫停，以增加觸發(fā)電平，然后測(cè)量最高峰值。

一旦所測(cè)得的峰值漏極電壓超過650 VDC，則應(yīng)停止增加輸入電壓，以防止該電壓超過MOSFET的最大額定電壓。如果在被迫停止前尚未達(dá)到最大輸入電壓，則說明您的箝位電路可能設(shè)計(jì)有誤，或者變壓器漏感超過了預(yù)期值。請(qǐng)先解決這一問題，然后再繼續(xù)下一操作。

第12章：欠壓鎖存

接下來，將各輸出負(fù)載降至最低，然后切斷AC輸入。如果您的設(shè)計(jì)中包含UV檢測(cè)電路，則請(qǐng)重新連接該電路。此外，應(yīng)將一個(gè)萬用表連接到輸入大容量電容兩端，設(shè)置為測(cè)量DC電壓。將AC輸入歸零并接通，然后緩慢增加電壓，直至DC總線電壓達(dá)到UV閾值的下限。

電源的啟動(dòng)電壓應(yīng)介于根據(jù)Power Integrations器件及您的UV電阻的容差所定義的兩個(gè)限值之間。而且，電源在電壓達(dá)到您設(shè)計(jì)的最小AC輸入電壓之前應(yīng)能啟動(dòng)。

在我們的設(shè)計(jì)范例中，電源應(yīng)在DC總線上的78 V到105 VDC電壓范圍內(nèi)啟動(dòng)，這由電阻和器件UV電流閾值的容差所定義。

第13章：峰值漏極電壓（過載）

電源啟動(dòng)后，將AC電壓增加到最小輸入電壓，然后使電源上的負(fù)載達(dá)到滿載。在主輸出上，開始緩慢增加負(fù)載，同時(shí)監(jiān)測(cè)示波器上的峰值漏極電壓。在開始使電源輸出過載時(shí)，確認(rèn)該峰值電壓始終不會(huì)超過650 V峰值。如果超過峰值，請(qǐng)停止測(cè)試，排查箝位電路上的問題。

一旦達(dá)到最大過載功率，輸出將會(huì)失調(diào)。這將觸發(fā)Power Integrations器件并進(jìn)入自動(dòng)重啟動(dòng)，或者進(jìn)行鎖存關(guān)斷。
自動(dòng)重啟動(dòng)是對(duì)電壓失調(diào)最常見的一種響應(yīng)方式，但具體響應(yīng)情況因器件系列和電路配置而異。詳細(xì)信息請(qǐng)參見產(chǎn)品數(shù)據(jù)手冊(cè)。

記錄電源在剛進(jìn)入保護(hù)模式之前示波器上所顯示的峰值漏極電壓值。如果該電壓大于650 VDC，您需要調(diào)整箝位電路。

電源過載會(huì)給所有元件帶來壓力，且會(huì)增加電源的損耗。這將導(dǎo)致元件溫度迅速升高，因此如果出現(xiàn)過熱的情況，應(yīng)立即停止測(cè)試，讓電源慢慢冷卻下來。

第14章：峰值漏極電壓（啟動(dòng)）

進(jìn)行下一個(gè)測(cè)試時(shí)，需要將電源負(fù)載減小至滿載。如果電源已進(jìn)入鎖存關(guān)斷模式，可能需要在電源返回正常操作模式之前切斷并重新接通AC輸入。切斷交流電源供應(yīng)器，然后等待DC總線上的電壓已降至約10 V。如果設(shè)計(jì)中采用了大容量電容，可能需要花費(fèi)幾分鐘的時(shí)間。使用電容放電板可以縮短這一時(shí)間。

接下來，您將檢驗(yàn)啟動(dòng)時(shí)的漏極電壓和電流波形。將輸入電壓增至最大值，確保電源處于滿載狀態(tài)。將示波器設(shè)置為在漏極電壓波形的上升沿正常觸發(fā)。緩慢增加觸發(fā)電平，直至找到可在正常工作模式下進(jìn)行觸發(fā)的最高電平。然后切斷交流輸入，重新裝上電源。

在增加觸發(fā)電平的過程中繼續(xù)這一操作，直至在裝上電源的過程中抓取到最高峰值電壓。如果測(cè)得的最高電壓超過650 V 峰值，則需要重新設(shè)計(jì)箝位。

第15章：漏極電流波形（啟動(dòng)）

觸發(fā)示波器上的漏極電流波形時(shí)重復(fù)上述操作程序，測(cè)量在裝上電源時(shí)看到的最高電流。檢驗(yàn)電流波形的形狀，看是否存在變壓器飽和的跡象。

啟動(dòng)過程中，可能會(huì)看到兩個(gè)電流波形中的一個(gè)。左側(cè)波形是正常電流脈沖，它在導(dǎo)通到關(guān)斷的過程中呈線性斜升。右側(cè)電流脈沖表示存在變壓器飽和的跡象。請(qǐng)注意該脈沖是如何以類似指數(shù)的形式上升到更高端的。這是變壓器磁芯達(dá)到飽和且不能再貯存能量的臨界點(diǎn)。此時(shí)，初級(jí)電流將快速增大，可能會(huì)損壞Power Integrations器件或其他初級(jí)側(cè)元件。

變壓器飽和的主要原因是有過多的磁通在磁芯中累積。如果在您的設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)飽和現(xiàn)象，首先需要與變壓器供應(yīng)商核實(shí)，看變壓器是否嚴(yán)格按照PI Expert設(shè)計(jì)所指定的參數(shù)值進(jìn)行制造。此外，還應(yīng)確保變壓器的初級(jí)電感值處于設(shè)計(jì)所容許的容差限值范圍內(nèi)。（請(qǐng)參見第16章，了解不使用LCR測(cè)量?jī)x進(jìn)行此測(cè)量的具體方法。）如果器件限流點(diǎn)設(shè)定過高，也會(huì)造成變壓器飽和。請(qǐng)查閱所用器件的數(shù)據(jù)手冊(cè)，了解檢驗(yàn)限流點(diǎn)設(shè)定方式的信息。

如果變壓器結(jié)構(gòu)和限流點(diǎn)設(shè)定方式正確，您需要重新設(shè)計(jì)變壓器，以減小磁芯的磁通密度。您可以通過為變壓器添加額外線圈或減小初級(jí)電感LP所容許的生產(chǎn)容差來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。在PI Expert設(shè)計(jì)中增加線圈數(shù)時(shí)，可增加次級(jí)繞組圈數(shù)NS，軟件將會(huì)按比例相應(yīng)增加初級(jí)繞組圈數(shù)NP。您也可以通過調(diào)節(jié)KP值來減小磁通密度。如果初級(jí)限流點(diǎn)可設(shè)定且遠(yuǎn)高于您的功率級(jí)要求，那么降低限流點(diǎn)也會(huì)造成磁通量增大。在特殊情況下，您也能需要通過增大磁芯尺寸來減小磁通密度。您需要不斷調(diào)整設(shè)計(jì)，直至最大磁通密度(BM)和峰值磁通密度(BP)都遠(yuǎn)低于PI Expert所指定的限值。請(qǐng)注意，優(yōu)化后的PI Expert設(shè)計(jì)應(yīng)始終能把磁通密度限制到可接受的水平。在手動(dòng)調(diào)整設(shè)計(jì)時(shí)，如果所作的某個(gè)修改可使磁通密度驟然增大，PI Expert將會(huì)向您發(fā)出警告消息，提醒這一危險(xiǎn)狀況。

變壓器磁芯過熱時(shí)，也會(huì)造成變壓器飽和。發(fā)現(xiàn)飽和問題后，應(yīng)檢驗(yàn)變壓器是否在適當(dāng)?shù)臏囟认拗祪?nèi)進(jìn)行工作。必要時(shí)，請(qǐng)重新設(shè)計(jì)變壓器，以降低磁芯和繞組損耗，并降低其工作溫度。

在啟動(dòng)測(cè)試期間，可能會(huì)抓取到短脈沖，如上圖所示。這些脈沖都是正常的，是由低輸出電壓下變壓器復(fù)位不足造成的。

第16章： 變壓器初級(jí)電感量

現(xiàn)在切斷AC輸入，將高壓示波器探針連接到輸入大容量電容的端子。然后，向電源施加最小的AC輸入電壓，將輸出負(fù)載增至滿載。設(shè)定示波器，將高壓探頭連接在輸入大容量電解電容兩端，從而測(cè)量到DC總線電壓，同時(shí)測(cè)量漏極開關(guān)電流波形。

利用示波器測(cè)量大部分線性斜升過程中的漏極電流的di/dt比值。這部分通常處于流限的25%到75%之間。此外，還應(yīng)在用來測(cè)量電流變化的時(shí)間間隔內(nèi)，同時(shí)測(cè)量平均DC總線電壓。利用這兩個(gè)測(cè)量結(jié)果，您可以根據(jù)電感的基本關(guān)系式計(jì)算出變壓器初級(jí)電感量的近似值：V = L Δi/Δt

MOSFET導(dǎo)通后，變壓器初級(jí)側(cè)的電壓將近似等于平均DC總線電壓。電感中的電流等于漏感電流。調(diào)整該公式后，我們可以計(jì)算出L值：L = V Δt/Δi

將計(jì)算得出的值與PI Expert中的指定值進(jìn)行比較。如果計(jì)算值超出給定的容差范圍，則需聯(lián)系變壓器制造商以解決這一問題。

第17章：初始電流尖峰

接下來，檢查在MOSFET導(dǎo)通后隨即出現(xiàn)的高初始電流。切斷交流電源供應(yīng)器，將高壓示波器探針重新連接到MOSFET兩端，測(cè)量漏極開關(guān)電壓。然后，施加指定的最大AC輸入電壓，并將電源負(fù)載增至滿載。設(shè)定示波器，以便同時(shí)顯示MOSFET電壓和電流，并在漏極電壓的上升沿觸發(fā)。調(diào)寬時(shí)基范圍，以便監(jiān)測(cè)一個(gè)完整的開關(guān)周期。
前沿消隱功能，在MOSFET導(dǎo)通后立即將流限傳感器禁止一段時(shí)間。這樣可防止初始電流尖峰觸發(fā)流限，使其提前結(jié)束電流脈沖。不過，如果導(dǎo)通尖峰大于正常值，還是會(huì)觸發(fā)器件的初始流限，并使傳輸?shù)捷敵龅墓β适艿较拗啤?br>PI前沿消隱功能

在指定的最低輸入電壓下重復(fù)此測(cè)量。如果電源設(shè)計(jì)為在低壓下以連續(xù)導(dǎo)通模式工作，則初始電流基值將會(huì)增大初始電流尖峰。

第18章：偏置繞組電壓

如果您在設(shè)計(jì)中采用了偏置繞組，則需關(guān)斷AC輸入并連接一個(gè)示波器電壓探針，然后進(jìn)行設(shè)置，測(cè)量偏置繞組輸出濾波電容上的DC電壓。必要時(shí)，可將兩個(gè)短接導(dǎo)線焊接到電路板背面，用作測(cè)試點(diǎn)。然后，施加最小的AC輸入電壓，并移除電源輸出上的所有負(fù)載。

通過示波器測(cè)量并記錄偏置繞組電容在整個(gè)周期內(nèi)的最低電壓。如果測(cè)量的最低偏置繞組電壓低于8 V，則可導(dǎo)致您的電源出現(xiàn)穩(wěn)壓?jiǎn)栴}。要解決此問題，您需要增加偏置繞組的圈數(shù)以增大電壓。我們建議您在重新檢測(cè)原型設(shè)計(jì)的電壓之前，每次只添加一個(gè)線圈。添加過多線圈將導(dǎo)致偏置繞組電壓大幅升高，從而加大設(shè)計(jì)的空載功耗。建議空載時(shí)的最低偏置繞組電壓應(yīng)大于8 V，但小于約9 V。在有些設(shè)計(jì)中，增大偏置繞組濾波電容的值可提供足夠的維持時(shí)間，使最低偏置繞組電壓升至8 V以上。

第19章：輸出二極管反向峰值電壓(PIV)

接下來，檢測(cè)輸出二極管的PIV。首先，關(guān)斷AC輸入，并斷開電路板上的所有示波器探針。然后，在待測(cè)量的輸出二極管上連接一個(gè)低壓探針，如下圖所示，將接地線夾和探針尖分別連接到陰極和陽(yáng)極。另外，我們還插入了一個(gè)電流探針，與輸出二極管串聯(lián)，用于查看二極管電流。不過，您在測(cè)量時(shí)并不一定要這樣做。

施加最大的AC輸入電壓，并將電源負(fù)載增至滿載。觀察示波器上顯示的DC電壓時(shí)，您將發(fā)現(xiàn)：在二極管導(dǎo)通時(shí)二極管上的電壓接近零值，二極管關(guān)斷時(shí)電壓迅速回復(fù)為負(fù)值。該負(fù)電壓即為逆向電壓。在任何測(cè)量點(diǎn)測(cè)量二極管出現(xiàn)的最高負(fù)電壓，然后將該測(cè)量值與二極管的PIV額定值進(jìn)行比較。如果測(cè)量值等于或大于二極管額定值，那么該二極管將在尚未達(dá)到預(yù)期的元件壽命之前就會(huì)失效。

為提高元件的現(xiàn)場(chǎng)可靠性，Power Integrations建議在PIV測(cè)量值與二極管額定值之間維持20%的裕量。如果您的二極管不符合這些要求，請(qǐng)換用PIV額定值更大的二極管，或者對(duì)二極管緩沖電路進(jìn)行優(yōu)化。

第20章：滿載效率

接下來，測(cè)量并記錄電源在最低和最高AC輸入電壓下的滿載效率。如果滿載效率比PI Expert預(yù)測(cè)值低出5%或更多，則需要解決此問題。

第21章：元件溫度

測(cè)量設(shè)計(jì)中關(guān)鍵元件的溫度，其中包括二極管、電解電容、共模扼流圈、變壓器磁芯、繞組以及Power Integrations器件。執(zhí)行這些測(cè)量應(yīng)滿足以下條件：電源滿載，且電源已在室溫下工作大約20分鐘。分別測(cè)量最小和最大AC輸入電壓下的溫度。不過，溫度通常在低壓時(shí)最高。

不斷增大所測(cè)室溫的溫度到指定的最高環(huán)境溫度，以接近最差條件的環(huán)境溫度。將這些估計(jì)溫度與元件數(shù)據(jù)手冊(cè)中的最大工作溫度進(jìn)行比較。在進(jìn)行比較時(shí)，確保將您設(shè)計(jì)中的任何降額要求納入考量。

您可以降低元件額定溫度，以滿足特定安全要求或延長(zhǎng)元件使用壽命。例如，電解電容的允許工作溫度與元件的預(yù)期使用壽命成函數(shù)關(guān)系。一個(gè)額定溫度105℃、額定使用壽命2,000小時(shí)的電容，在70℃下連續(xù)工作時(shí)，其預(yù)期使用壽命可達(dá)到約20,000小時(shí)。為便于參考，這里提供了部分主要元件的溫度降額值。

如果發(fā)現(xiàn)某個(gè)元件或PCB變色，或是某個(gè)元件冒煙，請(qǐng)立即關(guān)斷AC輸入并解決這一問題。

第22章：輸出電壓紋波

現(xiàn)在，測(cè)量輸出電壓紋波，確定它處在設(shè)計(jì)指定的限值范圍內(nèi)。如果超出指定范圍，或發(fā)現(xiàn)輸出有明顯的振蕩，請(qǐng)參照PI University的故障診斷課程解決這一問題。

第23章：以最終負(fù)載啟動(dòng)

最后，關(guān)斷AC輸入，將電子負(fù)載從電源輸出移除，然后連接實(shí)際負(fù)載。將一個(gè)萬用表連接到電源的輸出端，監(jiān)測(cè)輸出電壓。將交流電源供應(yīng)器設(shè)定為電源的最大AC電壓，并裝上電源。檢驗(yàn)電源能否在為實(shí)際負(fù)載供電的情況下啟動(dòng)并達(dá)到穩(wěn)壓。

將AC電壓設(shè)定為最小限值，重復(fù)此測(cè)試。如果電源在連接實(shí)際負(fù)載的情況下無法啟動(dòng)，您需要觀看PI大學(xué)故障診斷課程“修復(fù)輸出無法達(dá)到穩(wěn)壓的反激式電源”排查問題。

第24章：為最終負(fù)載供電

如果您的負(fù)載具有不同的工作模式，請(qǐng)務(wù)必循環(huán)測(cè)試所有模式，確保電源永遠(yuǎn)不會(huì)進(jìn)入自動(dòng)重啟動(dòng)模式。如果進(jìn)入的話，說明您的負(fù)載所吸收的功率大于電源的額定輸出功率。此時(shí)，您需要認(rèn)真分析負(fù)載特性，然后重新設(shè)計(jì)電源。