CN108828465A - 一种开关电源高低压耦合衰减特性的测试方法 - Google Patents

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赵明丽
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杨国樑
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    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/40—Testing power supplies
    • G01R31/42—AC power supplies

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Abstract

本发明提供了一种开关电源高低压耦合衰减特性的测试方法，测试在屏蔽室内进行，包括信号源产生测试信号；所述测试信号经过功率放大器和衰减器衰减匹配后输出给电磁钳，通过所述电磁钳注入到开关电源的高压交流侧，测试信号在开关电源的高压交流侧产生幅值为Vinput；幅值为Vinput的测试信号耦合穿过开关电源产生衰减，人工网络输出衰减后的信号，由接收机测量其幅值为Voutput；工作人员用幅值Vinput减去幅值Voutput，得到开关电源的高低压耦合衰减特性的测试结果。本发明所述的开关电源高低压耦合衰减特性的测试方法，简单易行，原理清晰，使用常见的测试设备，成本较低，通用性强，有效保证测试的可重复性和一致性。

Description

一种开关电源高低压耦合衰减特性的测试方法
技术领域
本发明属于电磁兼容测试技术领域，尤其是涉及一种开关电源高低压耦合衰减特性的测试方法。
背景技术
开关电源是利用现代电力电子技术，控制功率管开通和关断的时间，维持稳定输出电压的一种电源，可以将220V交流电转化为12V或5V的直流电，具有体积小，功耗小，稳压范围宽的优点，因此广泛应用于工业自动化控制、医疗器械、电器设备、军工产品、LED照明中。开关电源正常工作时，导通的功率管为能量传输提供路径，能量从电网传输到负载。这条通路同时也是干扰传输的路径。当开关电源不工作时，功率管处于截止状态，此时仍有部分存在于开关电源高压交流侧的干扰可以耦合到低压直流侧。工业现场的电磁环境比较复杂，环境中充斥着各类电气设备产生的电磁骚扰，骚扰频率从50赫兹到数吉赫兹。在这种环境中，开关电源交流输入线束等效为一根天线，线束上会感应出一定的干扰信号。同时，电网中存在的谐波、开关抖动产生的连续干扰等会通过电源线传输到开关电源高压输入侧并耦合至低压输出侧。实际测量可以证明这些干扰的存在。高频率的干扰更容易穿过开关电源，而且这类干扰的危害性也较大。干扰引起的辐射污染电磁环境，影响广播接收机的信号接收的质量。数字电路、模拟信号采集电路等敏感电路容易受其影响，产生误操作或测量误差等。高低压耦合衰减特性(Ac)描述从高压输入侧耦合至低压输出侧干扰的强弱：Ac越大，表明通过开关电源的干扰越少，高低压隔离的强度越大。知道开关电源高低压耦合衰减特性有助于了解开关电源的电气特性，提升产品设计水平，降低电磁干扰产生的影响。然而目前还没有开关电源高低压耦合衰减特性的测试方法。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种开关电源高低压耦合衰减特性的测试方法，以提供一种能够测试0.15MHz～30MHz频段内开关电源高低压耦合衰减特性、开关电源高压交流侧和低压直流侧的电气隔离程度的开关电源高低压耦合衰减特性的测试方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种开关电源高低压耦合衰减特性的测试方法，包括测试在屏蔽室内进行，包括信号源、功率放大器、衰减器、人工电源网络、电磁钳、开关电源、人工网络和接收机，用于测试0.15MHz～30MHz频段内开关电源高低压耦合衰减特性，其具体步骤如下：
步骤一：所述信号源产生测试信号；
步骤二：所述测试信号经过所述功率放大器和所述衰减器衰减匹配后输出给电磁钳，测试信号在开关电源的高压交流侧产生幅值为Vinput；
步骤三：幅值为Vinput的测试信号耦合穿过开关电源产生衰减，人工网络输出衰减后的信号，由所述接收机测量其幅值为Voutput；
步骤四：工作人员将注入的测试信号幅值Vinput减去接收机测量的信号幅值Voutput，得到开关电源的高低压耦合衰减特性的测试结果。
进一步的，所述测试信号Vinput的幅值为1V。
进一步的，所述衰减器为6dB衰减器。
进一步的，所述人工网络的阻抗为50Ω。
进一步的，所述电磁钳需要夹住测试线束。
进一步的，高低压耦合衰减特性是在所述开关电源不工作时进行测试的，即所述开关电源内部功率管处于截止状态。
相对于现有技术，本发明所述的开关电源高低压耦合衰减特性的测试方法具有以下优势：
(1)本发明所述的开关电源高低压耦合衰减特性的测试方法，弥补了开关电源高低压耦合衰减特性测试方法的空白，该方法简单易行，原理清晰，使用常见的测试设备，成本较低，通用性强，有效保证测试的可重复性和一致性。
(2)本发明所述的开关电源高低压耦合衰减特性的测试方法，实行简单，灵活性强，生成测试信号比较容易，可根据需求调整测试频率和强度。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的开关电源高低压耦合衰减特性的测试方法的原理框图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
一种开关电源高低压耦合衰减特性的测试方法，如图1所示，测试在屏蔽室内进行，包括信号源、功率放大器、衰减器、人工电源网络、电磁钳、开关电源、人工网络和接收机，用于测试0.15MHz～30MHz频段内开关电源高低压耦合衰减特性，其具体步骤如下：
步骤一：所述信号源产生测试信号；
步骤二：所述测试信号经过所述功率放大器和所述衰减器衰减匹配后输出给电磁钳，通过电磁钳的容性耦合和感性耦合注入到开关电源的高压交流侧，可以很好的模拟实际使用环境中干扰耦合进线束的情况，测试信号在开关电源的高压交流侧产生幅值为Vinput，开关电源的高压交流侧还连接至所述人工电源网络；
步骤三：幅值为Vinput的测试信号耦合穿过开关电源产生衰减，人工网络输出衰减后的信号，由所述接收机测量其幅值为Voutput，人工网络可以提取低压直流侧的测试信号；
步骤四：工作人员将注入的测试信号幅值Vinput减去接收机测量的信号幅值Voutput，得到开关电源的高低压耦合衰减特性的测试结果和高低压耦合衰减系数。高低压耦合衰减系数用于评估0.15MHz～30MHz频段内开关电源高压交流侧和低压直流侧的电气隔离程度，高低压耦合衰减系数越大，耦合穿过开关电源的信号越小，反之则越大。
所述测试信号Vinput的幅值为1V(120dBμV)，当测试信号强度过大时，使得耦合到低压直流侧的信号过大，容易烧坏接收机；当测试信号过小使，低频段测试信号衰减过大，强度过低，不易读取。
所述衰减器为6dB衰减器。
所述人工网络的阻抗为50Ω，既能提供50Ω稳定的阻抗和滤波，还能提取测试信号，输出到接收机，50Ω负载用于模拟开关电源的实际负载。
所述电磁钳需要夹住测试线束，利用容性耦合效应和感性耦合效应将干扰注入到线束。
高低压耦合衰减特性是在所述开关电源不工作时进行测试的，即所述开关电源内部功率管处于截止状态。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种开关电源高低压耦合衰减特性的测试方法，其特征在于：测试在屏蔽室内进行，包括信号源、功率放大器、衰减器、电磁钳、开关电源、人工网络和接收机，用于测试0.15MHz～30MHz频段内开关电源高低压耦合衰减特性，其具体步骤如下：
步骤一：所述信号源产生测试信号；
步骤二：所述测试信号经过所述功率放大器和所述衰减器衰减匹配后输出给电磁钳，通过所述电磁钳注入到开关电源的高压交流侧，测试信号在开关电源的高压交流侧产生幅值为Vinput；
步骤三：幅值为Vinput的测试信号耦合穿过开关电源产生衰减，人工网络输出衰减后的信号，由所述接收机测量其幅值为Voutput；
步骤四：工作人员将注入的测试信号幅值Vinput减去接收机测量的信号幅值Voutput，得到开关电源的高低压耦合衰减特性的测试结果。
2.根据权利要求1所述的一种开关电源高低压耦合衰减特性的测试方法，其特征在于：所述测试信号Vinput的幅值为1V。
3.根据权利要求1所述的一种开关电源高低压耦合衰减特性的测试方法，其特征在于：所述衰减器为6dB衰减器。
4.根据权利要求1所述的一种开关电源高低压耦合衰减特性的测试方法，其特征在于：所述人工网络的阻抗为50Ω。
5.根据权利要求1所述的一种开关电源高低压耦合衰减特性的测试方法，其特征在于：所述电磁钳需要夹住测试线束。
6.根据权利要求1所述的一种开关电源高低压耦合衰减特性的测试方法，其特征在于：高低压耦合衰减特性是在所述开关电源不工作时进行测试的，即所述开关电源内部功率管处于截止状态。
7.根据权利要求1所述的一种开关电源高低压耦合衰减特性的测试方法，其特征在于：所述开关电源的高压交流侧还连接至人工电源网络。
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