CN208795829U - 一种基于电容的开关电源高低压耦合衰减特性的测试系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种基于电容的开关电源高低压耦合衰减特性的测试系统，包括安装在屏蔽室内的信号源G1,所述信号源G1经功率放大电路和电容C1后连接至测试线束W，测试线束W一端连接至开关电源G2的火线端口，另一端经交流阻抗稳定电路连接至开关电源G2的零线端口，开关电源G2的正极输出线、负极输出线接至直流阻抗稳定电路，直流阻抗稳定电路连接电阻R9，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容的开关电源高低压耦合衰减特性的测试系统，结构简单，原理清晰，利用电容的容性耦合模拟实际使用环境中干扰通过寄生电容耦合进线束的情况，大大提高了测试精确度。
Description
技术领域
本实用新型属于电磁兼容测试技术领域，尤其是涉一种基于电容的开关电源高低压耦合衰减特性的测试系统。
背景技术
开关电源是一种直流电源，采用现代电力电子技术，控制功率管的通断，可以将220V交流电转化为12V或5V的直流电，在工业环境中广泛应用。工业环境中电磁信号频带宽，强度大，调制方式多样。处在复杂的电磁环境中，开关电源的高压线束中可以感应出电磁骚扰。即使不工作时，开关电源仍可以为这些骚扰信号提供流通路径，使骚扰信号可以耦合穿过开关电源，并且传输到开关电源的负载侧。这是因为开关电源内部存在电子元件、寄生电容和寄生电感等，他们组成了骚扰信号的流通路径。此外，电网中存在的谐波、其他共电源设备产生的骚扰信号等都可以通过上述路径耦合穿过开关电源，影响负载侧。高低压耦合衰减特性(Ac)可以描述这种效应的强弱。Ac越大，表明通过开关电源的骚扰越少，高低压隔离的强度越大。反之则说明通过开关电源的骚扰越多，高低压隔离的强度越小。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，降低外界骚扰产生的影响。目前还没有开关电源高低压耦合衰减特性的测试系统。
发明内容
有鉴于此，本实用新型旨在提出一种基于电容的开关电源高低压耦合衰减特性的测试系统，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：
一种基于电容的开关电源高低压耦合衰减特性的测试系统，包括安装在屏蔽室内的信号源G1、功率放大电路、电容C1、开关电源G2、直流阻抗稳定电路、交流阻抗稳定电路、接收机和测试线束W,所述信号源G1经所述功率放大电路和所述电容C1后连接至所述测试线束W，所述测试线束W一端连接至所述开关电源G2的火线端口，另一端经所述交流阻抗稳定电路连接至所述开关电源G2的零线端口，所述开关电源G2的输出端口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电容C1，所述功率放大器U1与所述测试线束W之间的总长度不大于100mm。
进一步的，所述交流阻抗稳定电路包括电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电感L1和电感L2，所述电感L1的一端连接至所述测试线束W，所述测试线束W和所述电感L1的公共端经所述电容C4、电阻R6后接地，所述电感L1的另一端经所述电容C2、电阻R4后接地，所述电感L2的一端连接至所述开关电源G2的零线端口，所述电感L2和所述开关电源G2零线端口的公共端经所述电容C5和电阻R7后接地，所述电感L2的另一端经所述电容C3和电阻R5后接地。
进一步的，所述直流阻抗稳定电路包括电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、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C6后接地，另一端经电阻R9连接至所述电感L4的一端，所述电阻R9和所述电感L3的公共端经所述电容C7和电阻R8后接地，所述电阻R9和所述电感L4的公共端经经所述电容C9和电阻R10后接地，所述电阻R10与所述接收机并联，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C8后接地。
进一步的，所述信号源的型号为CIT-10。
进一步的，所述接收机的型号为ESL3。
进一步的，所述R9的阻值为50Ω。
进一步的，所述电容C1的规格为100nF。
进一步的，所述电容C1和所述测试线束W的公共端到所述开关电源G2火线端口的长度不大于50mm。
相对于现有技术，本实用新型所述的基于电容的开关电源高低压耦合衰减特性的测试系统具有以下优势：
(1)本实用新型所述的基于电容的开关电源高低压耦合衰减特性的测试系统，系统简单易行，原理清晰，使用常见的100nF电容就可以实现测试，测试成本较低；利用电容的容性耦合模拟实际使用环境中干扰通过寄生电容耦合进线束的情况，大大提高了测试精确度。
(2)本实用新型所述的基于电容的开关电源高低压耦合衰减特性的测试系统，直流阻抗稳定电路用于直流电路，既能提供稳定的阻抗和滤波，还能提取测试信号输出到接收机，大大降低了系统的复杂程度和生产成本。
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容的开关电源高低压耦合衰减特性的测试系统的电路图。
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。
一种基于电容的开关电源高低压耦合衰减特性的测试系统，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、电容C1、开关电源G2、直流阻抗稳定电路、交流阻抗稳定电路、接收机和测试线束W,所述信号源G1经所述功率放大电路和所述电容C1后连接至所述测试线束W，所述测试线束W一端连接至所述开关电源G2的火线端口，另一端经所述交流阻抗稳定电路连接至所述开关电源G2的零线端口，所述开关电源G2的输出端口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,电容C1将测试信号注入到测试线束W中，可以简单、廉价的实现测试目的。
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电容C1，所述功率放大器U1与所述测试线束W之间的总长度不大于100mm。
所述交流阻抗稳定电路包括电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电感L1和电感L2，所述电感L1的一端连接至所述测试线束W，所述测试线束W和所述电感L1的公共端经所述电容C4、电阻R6后接地，所述电感L1的另一端经所述电容C2、电阻R4后接地，所述电感L2的一端连接至所述开关电源G2的零线端口，所述电感L2和所述开关电源G2零线端口的公共端经所述电容C5和电阻R7后接地，所述电感L2的另一端经所述电容C3和电阻R5后接地，交流阻抗稳定电路能够在测试频段内提供一个50Ω的稳定阻抗，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C6、电容C7、电容C8、电容C9、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C6后接地，另一端经电阻R9连接至所述电感L4的一端，所述电阻R9和所述电感L3的公共端经所述电容C7和电阻R8后接地，所述电阻R9和所述电感L4的公共端经经所述电容C9和电阻R10后接地，所述电阻R10与所述接收机并联，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C8后接地，所述R9的阻值为50Ω，用于模拟开关电源G2的实际负载；直流阻抗稳定电路除了提供50Ω稳定阻抗和滤波，还可以提取测试信号，输出到接收机。
所述信号源的型号为CIT-10。
所述接收机的型号为ESL3。
所述电容C1的规格为100nF，规格常见，价格低廉，大大降低了测试成本。
所述电容C1和所述测试线束W的公共端到所述开关电源G2火线端口的长度不大于50mm。
一种基于电容的开关电源高低压耦合衰减特性的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后，通过100nF的电容C1输出给测试线束W，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，利用接收机测量人工网络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。
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)
1.一种基于电容的开关电源高低压耦合衰减特性的测试系统，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、电容C1、开关电源G2、直流阻抗稳定电路、交流阻抗稳定电路、接收机和测试线束W,所述信号源G1经所述功率放大电路和所述电容C1后连接至所述测试线束W，所述测试线束W一端连接至所述开关电源G2的火线端口，另一端经所述交流阻抗稳定电路连接至所述开关电源G2的零线端口，所述开关电源G2的输出端口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所述的一种基于电容的开关电源高低压耦合衰减特性的测试系统，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电容C1，所述功率放大器U1与所述测试线束W之间的总长度不大于100mm。
3.根据权利要求1所述的一种基于电容的开关电源高低压耦合衰减特性的测试系统，其特征在于：所述交流阻抗稳定电路包括电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电感L1和电感L2，所述电感L1的一端连接至所述测试线束W，所述测试线束W和所述电感L1的公共端经所述电容C4、电阻R6后接地，所述电感L1的另一端经所述电容C2、电阻R4后接地，所述电感L2的一端连接至所述开关电源G2的零线端口，所述电感L2和所述开关电源G2零线端口的公共端经所述电容C5和电阻R7后接地，所述电感L2的另一端经所述电容C3和电阻R5后接地。
4.根据权利要求1所述的一种基于电容的开关电源高低压耦合衰减特性的测试系统，其特征在于：所述直流阻抗稳定电路包括电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、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C6后接地，另一端经电阻R9连接至所述电感L4的一端，所述电阻R9和所述电感L3的公共端经所述电容C7和电阻R8后接地，所述电阻R9和所述电感L4的公共端经所述电容C9和电阻R10后接地，所述电阻R10与所述接收机并联，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C8后接地。
5.根据权利要求1所述的一种基于电容的开关电源高低压耦合衰减特性的测试系统，其特征在于：所述信号源的型号为CIT-10。
6.根据权利要求1所述的一种基于电容的开关电源高低压耦合衰减特性的测试系统，其特征在于：所述接收机的型号为ESL3。
7.根据权利要求4所述的一种基于电容的开关电源高低压耦合衰减特性的测试系统，其特征在于：所述R9的阻值为50Ω。
8.根据权利要求1所述的一种基于电容的开关电源高低压耦合衰减特性的测试系统，其特征在于：所述电容C1的规格为100nF。
9.根据权利要求1所述的一种基于电容的开关电源高低压耦合衰减特性的测试系统，其特征在于：所述电容C1和所述测试线束W的公共端到所述开关电源G2火线端口的长度不大于50mm。
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