CN208795828U - 基于电磁钳的开关电源高低压耦合衰减特性测试系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了基于电磁钳的开关电源高低压耦合衰减特性测试系统，包括安装在屏蔽室内的信号源G1,所述信号源G1经功率放大电路和信号衰减器T1连接至电磁钳，所述电磁钳的一端连接至开关电源G2，另一端连接至交流阻抗稳定电路，所述交流阻抗稳定电路连接至开关电源G2，所述开关电源G2的正极和负极连接至直流阻抗稳定电路，所述直流阻抗稳定电路之间连接电阻R7，所述直流阻抗稳定电路连接至接收机。本实用新型所述的基于电磁钳的开关电源高低压耦合衰减特性测试系统，结构简单，原理清晰，使用常见易得的测试设备，通用性强，可以保证测试的可重复性和一致性。
Description
技术领域
本实用新型属于电磁兼容测试技术领域，尤其是涉及一种基于电磁钳的开关电源高低压耦合衰减特性测试系统。
背景技术
开关电源广泛应用于工业环境中，可以将220V交流电转化成12V或者5V的直流电。输出电压稳定，功耗小，稳压范围宽，这些优点是线性电源不具备的。因而在铁路、仪器设备、LED照明等行业得到诸多应用。
开关电源工作时，功率管的通断导致电路的电压和电流快速变化，引起较大电压变化率du/dt和电流变化率di/dt，进而产生强烈的电磁骚扰。这说明工作的开关电压是一个干扰源，它产生的干扰可以导致相连或附近设备工作性能的下降。此外，开关电源同样也是骚扰传输的路径。开关电源内部由电子元件组成，一些无源器件，如电阻、电感、电容等会给骚扰流动提供通路。在功率管、二极管不上电导通时，内部的结电容同样存在。结电容在高频时的阻抗较低，为高频骚扰提供路径。此外，元件之间、元件与外壳、线束之间的近场感应效应同样可以传递骚扰能量。由于这些路径，存在于开关电源高压侧的干扰可以通过开关电源耦合至低压负载侧，影响负载的正常工作。虽然耦合的干扰会有一定的衰减，但是仍有产生干扰的可能性。这种影响可以用高低压耦合衰减特性(Ac)描述，Ac越大，表明开关电源耦合衰减的能力越强，高低压的隔离度越高；反之则说明耦合衰减的能力越弱，高低压的隔离度越低。目前还没有关于开关电源高低压耦合衰减的测试系统。
发明内容
有鉴于此，本实用新型旨在提出一种基于电磁钳的开关电源高低压耦合衰减特性测试系统，以用于实现0.15MHz～30MHz频段内开关电源高低压耦合衰减特性的测试，同时测试开关电源高压交流侧和低压直流侧的电气隔离程度。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种基于电磁钳的开关电源高低压耦合衰减特性测试系统，包括安装在屏蔽室内的信号源G1、功率放大电路、信号衰减器T1、电磁钳、开关电源G2、直流阻抗稳定电路、交流阻抗稳定电路和接收机，所述信号源G1经所述功率放大电路和所述信号衰减器T1连接至所述电磁钳的两端，所述电磁钳的一端连接至所述开关电源G2的火线，另一端连接至所述交流阻抗稳定电路，所述交流阻抗稳定电路连接至所述开关电源G2的零线，所述开关电源G2输出端连接至所述直流阻抗稳定电路，所述直流阻抗稳定电路连接至所述接收机。
进一步的，所述功率放大电路包括功率放大器U1,所述功率放大器U1的正向输入端和负向输入端分别经电阻R3、电阻R1连接至所述信号源G1的两端，所述功率放大器U1的负向输入端和输出端之间连接电阻R2，所述功率放大器U1的输出端连接至所述信号衰减器T1。
进一步的，所述交流阻抗稳定电路包括电容C1、电容C2、电感L1和电感L2，所述电感L2的一端连接至所述开关电源G2的零线，另一端经所述电容C2、电阻R5接地，所述电感L1的一端连接至所述电磁钳，另一端经所述电容C1、电阻R4接地。
进一步的，所述直流阻抗稳定电路包括电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电感L3和电感L4，所述电感L3的一端连接至所述开关电源G2的正极输出线、经所述电容C4后接地，另一端分别经所述电容C3和电阻R6接地后接地、经电阻R7连接至所述电感L4的一端，所述电感L4和所述电阻R7的公共端经所述电容C5和电阻R8后接地，所述电感L4的另一端连接至所述开关电源G2的负极输出线、经所述电容C6后接地，所述电阻R6与所述接收机并联。
进一步的，所述信号源的型号为CIT-10。
进一步的，所述信号衰减器T1的规格为6dB衰减器。
进一步的，所述电磁钳的型号为EMCL-20。
进一步的，所述接收机的型号为ESL3。
进一步的，所述R7的阻值为50Ω。
相对于现有技术，本实用新型所述的基于电磁钳的开关电源高低压耦合衰减特性测试系统具有以下优势：
(1)本实用新型所述的基于电磁钳的开关电源高低压耦合衰减特性测试系统，结构简单，原理清晰，使用常见易得的测试设备，实现成本较低，通用性强，具有很强的推广作用，标准的测试设备可以保证测试的可重复性和一致性。
(2)本实用新型所述的基于电磁钳的开关电源高低压耦合衰减特性测试系统，电磁钳的容性耦合和感性耦合可以很好的模拟实际使用环境中干扰耦合进线束的情况，使得测试系统的测试结果更加精确。
附图说明
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为本实用新型实施例所述的基于电磁钳的开关电源高低压耦合衰减特性测试系统的电路图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中，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实用新型中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
基于电磁钳的开关电源高低压耦合衰减特性测试系统，如图1所示，包括安装在屏蔽室内的信号源G1、功率放大电路、信号衰减器T1、电磁钳、开关电源G2、直流阻抗稳定电路、交流阻抗稳定电路和接收机,所述信号源G1经所述功率放大电路和所述信号衰减器T1连接至所述电磁钳的两端，所述电磁钳的一端连接至所述开关电源G2的火线，另一端连接至所述交流阻抗稳定电路，所述交流阻抗稳定电路连接至所述开关电源G2的零线，所述开关电源G2输出端连接至所述直流阻抗稳定电路，所述直流阻抗稳定电路连接至所述接收机，该系统用于测试0.15MHz～30MHz频段内开关电源高低压耦合衰减特性，了解开关电源高压交流侧和低压直流侧的电气隔离程度。
所述功率放大电路包括功率放大器U1,所述功率放大器U1的正向输入端和负向输入端分别经电阻R3、电阻R1连接至所述信号源G1的两端，所述功率放大器U1的负向输入端和输出端之间连接电阻R2，所述功率放大器U1的输出端连接至所述信号衰减器T1。
所述交流阻抗稳定电路包括电容C1、电容C2、电感L1和电感L2，所述电感L2的一端连接至所述开关电源G2的零线，另一端经所述电容C2、电阻R5接地，所述电感L1的一端连接至所述电磁钳，另一端经所述电容C1、电阻R4接地,交流阻抗稳定电路在测试频段内提供一个50Ω的稳定阻抗，有效保证测试的一致性；同时具有滤波作用。
所述直流阻抗稳定电路包括电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电感L3和电感L4，所述电感L3的一端连接至所述开关电源G2的正极输出线、经所述电容C4后接地，另一端分别经所述电容C3和电阻R6接地后接地、经电阻R7连接至所述电感L4的一端，所述电感L4和所述电阻R7的公共端经所述电容C5和电阻R8后接地，所述电感L4的另一端连接至所述开关电源G2的负极输出线、经所述电容C6后接地，所述电阻R6与所述接收机并联。
所述信号源的型号为CIT-10。
所述信号衰减器T1的规格为6dB衰减器。
所述电磁钳的型号为EMCL-20。
所述接收机的型号为ESL3。
所述R7的阻值为50Ω,用于模拟开关电源G2的实际负载。
基于电磁钳的开关电源高低压耦合衰减特性测试系统的工作原理为：
信号源G1产生小幅值的测试信号,测试信号经过功率放大电路放大和信号衰减器T2衰减匹配后输出给电磁钳，并在开关电源G2的高压交流侧产生电压Vinput＝1V(120dBμV)和测试信号。开关电源G2内部的电子元件和寄生参数为测试信号提供流通路径，因此测试信号可以耦合穿过开关电源G2。直流阻抗稳定电路可以提取低压直流侧的测试信号。高压交流侧的测试信号穿过开关电源G2后会有一定的衰减，利用接收机测量直流阻抗稳定电路输出的衰减后的测试信号幅值(Voutput)；
Ac＝Vinput-Voutput 公式1
利用公式1可以得到开关电源的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G2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。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.基于电磁钳的开关电源高低压耦合衰减特性测试系统，其特征在于：包括安装在屏蔽室内的信号源G1、功率放大电路、信号衰减器T1、电磁钳、开关电源G2、直流阻抗稳定电路、交流阻抗稳定电路和接收机,所述信号源G1经所述功率放大电路和所述信号衰减器T1连接至所述电磁钳的两端，所述电磁钳的一端连接至所述开关电源G2的火线，另一端连接至所述交流阻抗稳定电路，所述交流阻抗稳定电路连接至所述开关电源G2的零线，所述开关电源G2输出端连接至所述直流阻抗稳定电路，所述直流阻抗稳定电路连接至所述接收机。
2.根据权利要求1所述的基于电磁钳的开关电源高低压耦合衰减特性测试系统，其特征在于：所述功率放大电路包括功率放大器U1,所述功率放大器U1的正向输入端和负向输入端分别经电阻R3、电阻R1连接至所述信号源G1的两端，所述功率放大器U1的负向输入端和输出端之间连接电阻R2，所述功率放大器U1的输出端连接至所述信号衰减器T1。
3.根据权利要求1所述的基于电磁钳的开关电源高低压耦合衰减特性测试系统，其特征在于：所述交流阻抗稳定电路包括电容C1、电容C2、电感L1和电感L2，所述电感L2的一端连接至所述开关电源G2的零线，另一端经所述电容C2、电阻R5接地，所述电感L1的一端连接至所述电磁钳，另一端经所述电容C1、电阻R4接地。
4.根据权利要求1所述的基于电磁钳的开关电源高低压耦合衰减特性测试系统，其特征在于：所述直流阻抗稳定电路包括电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电感L3和电感L4，所述电感L3的一端连接至所述开关电源G2的正极输出线、经所述电容C4后接地，另一端分别经所述电容C3和电阻R6接地后接地、经电阻R7连接至所述电感L4的一端，所述电感L4和所述电阻R7的公共端经所述电容C5和电阻R8后接地，所述电感L4的另一端连接至所述开关电源G2的负极输出线、经所述电容C6后接地，所述电阻R6与所述接收机并联。
5.根据权利要求1所述的基于电磁钳的开关电源高低压耦合衰减特性测试系统，其特征在于：所述信号源的型号为CIT-10。
6.根据权利要求1所述的基于电磁钳的开关电源高低压耦合衰减特性测试系统，其特征在于：所述信号衰减器T1的规格为6dB衰减器。
7.根据权利要求1所述的基于电磁钳的开关电源高低压耦合衰减特性测试系统，其特征在于：所述电磁钳的型号为EMCL-20。
8.根据权利要求1所述的基于电磁钳的开关电源高低压耦合衰减特性测试系统，其特征在于：所述接收机的型号为ESL3。
9.根据权利要求4所述的基于电磁钳的开关电源高低压耦合衰减特性测试系统，其特征在于：所述R7的阻值为50Ω。
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