一种新型高精度开关电源的设计

1、一种新型高精度开关电源的设计一、目的1、提高学生运用所学知识分析问题和解决问题的能力；2、培养学生知识应用能力、动手能力、创新能力、文字表达能力等，为今后的学习和工作打下良好的基础；3、培养学生认真负责的工作态度。二、主要内容1、介绍开关电源的研究发展历史及现状，阐述本文的研究意义；2、分析反激式、半桥式开关电源的基本原理，以LD7535、L6599A为控制核心，设计系统硬件电路；3、考虑影响电源输出精度的原因，并设计相关电路进行改进；4、实物制作，测试相关参数。课题的根据：1）设计方案（设计用到的主要工具、预期实现的功能及参数要求、主要功能模块等）。 2）自己的见解（主要是对设计方案的制定、

2、设计难点及解决办法、设计创新方面的思考）。1设计方案1.1设计用到的主要工具 本设计用到的主要工具为Altium Designer，它提供了唯一一款统一的应用方案，其综合电子产品一体化开发所需的所有必须技术和功能。Altium Designer 在单一设计环境中集成板级和FPGA系统设计、基于FPGA和分立处理器的嵌入式软件开发以及PCB版图设计、编辑和制造。并集成了现代设计数据管理功能,使得Altium Designer成为电子产品开发的完整解决方案一个既满足当前，也满足未来开发需求的解决方案。1.2预期实现的功能及参数要求目前，开关电源发展迅速，已经逐步代线性电源普及于各种电子产品领域。市

3、场对开关电源的要求也越来越高，从传统的小体积、高效率发展到高精度，低功耗，高PF值。本设计正是基于以上要求设计的新型开关电源，其主要具有以下优势及实际意义：（1）稳压范围宽，线性调整率高： 开关稳压电源的输出电压是由PWM驱动信号的占空比来调节的，输出电压由于输入信号电压的变化而引起的不稳定，可以通过调节脉冲宽度或脉冲频率来进行补偿。典型输入电压范围为90V260V，在输入工频电网电压变化较大时，它仍能够保证有非常稳定的输出电压。因此，开关稳压电源除具有稳压范围宽的优点外，还具有稳压效果好和线性调整率高的优点。（2）输出精度高，纹波小：开关电源输出端中对波纹幅值的影响主要包括输入电源的噪声和高

4、频信号噪声。开关电源中对直流输入进行高频的斩波，然后通过高频的变压器进行传输，在这个过程中，必然会掺入高频的噪声干扰。还有功率管器件在开关的过程中引起的高频噪声。在输出端采用型滤波的方式，可滤除高频噪声。在反馈环节中采用TL431与PC817组成的反馈回路，可以非常精确的控制输出端电压。（3）PF值高，不会对电网产生谐波污染：一般开关电源的滤波电路是由单电容和电感组成的，由此引发出开关电源功率因数低的问题，原因是只有在正弦交流电压的瞬时值高于直流电压时，电网电压才对滤波电容充电，充电时间短，充电电流是尖峰状，偏离了正弦波。有源功率因数校正器以反激式为基本电路，采用双环控制调节占空比使电路输出电

5、压稳定，使输入电流紧随输入电压变化，功率因数达到或接近1的水平，效果非常明显。（4）有较好的保护措施，待机功耗低：保护功能主要有，输入端过压保护、输入端过流保护、输出端过流保护、输出端过压保护、输出端过载保护、输出端短路保护等。1.3主要功能模块（1）拓扑结构，设计开关电源首先要考虑的是选用合适的拓扑结构。拓扑结构类型选择与电源各个组成部分的布置有关，这种布置与电源可以在何种环境下安全工作以及可以给负载提供的最大功率密切相关。这也是设计中性能价格折中的关键点。每种拓扑都有自己的优点，有的拓扑可能成本比较低，但输出的功率受到限制；而有的可以输出足够的功率，但成本比较高等。（2）功率校正技术，传统

6、的开关电源存在一个致命的弱点：功率因数低，一般只有0.450.75，而且其无功分量基本上为高次谐波。高次谐波的危害在很多电器设备中会造成致命的影响。区别于传统的开关电源，新型的开关电源采用功率因数校正电路，以提高电路的效率，减小谐波的影响。常规开关电源的功率因数低的根源是整流电路后的滤波电容使输出电压平滑，使输出电流变为尖脉冲。如果整流电路后面不加滤波电路，仅为电阻性负载时，输入电流即为正弦波，并且与电源电压同相位，功率因数则为1。于是功率因数校正电路的基本思想是将整流器与滤波电容隔开，使整流电路由电容性负载变为电阻性负载。（3）反馈电路，在过去的普通开关电源设计中，通常采用将输出电压经过误差

7、放大后直接反馈到输入端的模式。这种电压控制的模式在某些应用中也能较好地发挥作用，但随着技术的发展，当今世界的电源制造业大多已采用一种有类似拓扑结构的方案。此类结构的开关电源有以下特点：输出经过TL431(可控分流基准)反馈并将误差放大，TL431的沉流端驱动一个光耦的发光部分，而处在电源高压主边的光耦感光部分得到的反馈电压，用来调整一个电流模式的PWM控制器的开关时间，从而得到一个稳定的直流电压输出。2本人见解开关电源以其高效率、高功率密度、体积小、重量轻等优点在工业领域获得了广泛的应用，已成为工业领域重要的基础产品。但是目前开关电源技术仍然存在精度不够高，功率因数低，功率不够大等问题。本课题

8、设计的新型开关电源同时采用反激式、半桥式拓扑结构，具有三路高精度输出，额定功率达到130W。同时采用有源功率因数校正器，以期使电路更加完善，电源性能更加优越，电源整机效率更高。本设计在前人设计基础上拟集反激式开关电源技术和半桥谐振式开关电源技术于一体，采用TL431与光耦构成反馈电路，实现输出的高精度控制，并且采用功率因数校正电路，对电源功率因数进行校正，同时实现输入欠压保护、过压保护、输出端过流保护、过压保护、过载保护、短路保护等功能。将具有输出精度高，稳压范围宽，功率因数高，待机功耗小等优点。设计的主要内容:1、设计方案与方案认证；2、选择开关电源拓扑结构及主要控制芯片；3、设计输入整流滤

9、波电路，并确定相关器件参数；4、设计输出整流滤波电路，并确定相关器件参数；5、设计电压反馈电路；6、具有过压、过流、过载保护保护功能；7、做出实物，对实物进行调试和性能测试。主要参考资料：1 张占松, 蔡宣三. 开关电源的原理与设计M. 北京: 电子工业出版社, 2004: 88-92.2 周凯. 反激DC-DC变换电路研究D. 华中科技大学, 2008: 85-87. 3 康华光, 陈大钦, 张林. 电子技术基础M. 北京: 高等教育出版社, 2006: 80-150.4 韩新华. 反激式开关电源的分析与研究J. 太原科技, 2010(1): 95-96.5 沙占友. EMI滤波器的设计原理

10、J. 电子技术应用, 2001, 13(6): 213-216.6 邱关源, 罗先觉. 电路M. 北京: 高等教育出版社, 2006: 7-69.7 李宏凯. LLC谐振式DC/DC变换器的研究D. 西安理工大学, 2010: 15-18.8 管春, 何丰, 张希. 开关电源的PCB设计J. 印制电路信息, 2006, 13(2): 96-112.9 杨立杰. 多路输出单端反激式开关电源设计J. 现代电子技术, 2007, 14(6): 15-18.10 孟建辉. 反激式开关电源主电路参数选择D. 大连交通大学, 2011: 128-129.11 段新东. PWM控制电流模式的DC-DC变换器

11、设计D. 吉林大学, 2007: 71-74.12 林晓伟. 单端反激开关电源原理与设计J. 电子工程师, 2007, 25(4): 29-33.13 Milanovic M, Korelic J. The RC-RCD clamp circuit for fly-back converter. ISIE. 2005: 27-31.14 William McMurray. Optimum snubbers for Power semiconductors. IEEE Transactions on Industry Applications. 2002: 15-19.15 M Abou El

12、Ela, J Roger. Optimization of the function of a photovoltaic array using a feedback control system. Solar. Cells. 1994:58-61.目 录 摘要1关键词1引言21 新型高精度开关电源总体设计21.1 总体设计方案21.2 功能要求及技术指标31.2.1 电源效率及功率因数31.2.2 输出电压及电流32 新型高精度开关电源的设计42.1 输入电路42.1.1 输入保护电路42.1.2 EMI滤波电路42.2 有源功率因数校正电路52.2.1 功率校正技术的原理52.2.2 L6

13、562应用电路52.3 反激拓扑电路62.4 半桥谐振电路72.5 功率变换电路72.5.1 MOSFET的主要特点72.5.2 脉冲宽度调制的原理82.6 输出整流滤波电路82.7 反馈稳压电路93 新型高精度开关电源电路图及实物图103.1 整体电路图103.2 设计PCB图123.3 实物图134 性能测试144.1 整机效率以及功率因数143.2 交叉负载153.3 纹波及噪音153.4 输出电压过冲及爬升时间163.5 温升测试17结论18参考文献18致谢1917一种新型高精度开关电源的设计摘 要：设计了一种同时采用反激式、半桥谐振式拓扑结构的新型开关稳压电源。基于信号流程和电路功能

14、模块划分，分析了新型开关电源的设计原理、各组成模块的功能以及工作过程。利用三端稳压器TL431 配合LD7535和L6599 分别采用脉冲宽度调节和脉冲频率调节实现了对电源电压的控制和稳压输出。同时采用有源功率因数校正技术，提高功率因数以期使电路更加完善，电源性能更加优越。实验测试结果表明：所设计的电源具有稳压性能好，纹波小，功率因数高，电压调整率、负载调整率高等优点。关键词：开关电源；反激式；半桥谐振式；APFC；高精度引言开关电源是一种采用开关方式控制的直流稳压电源，通过控制开关的频率或占空比来调整输出电压，达到稳压输出的目的1。它以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用于几乎所有的电子设备中

15、，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源形式。与此同时，许多新的领域和新的要求也对开关电源提出了更高的挑战2。针对一般电源精度不够高和功率因数低的问题，本设计提出了一种采用反激式和半桥式拓扑结构，通过闭环反馈控制，借助有源功率校正技术，旨在开发一款具有高精度、高效率、高功率因数，无电网污染、无电磁干扰、省电节能的电源产品。与普通开关电源相比，输出电压精度更高，功率因数更高，纹波更小，负载调整率和电压调整率更低，功率较大，带负载能力更好，成本更低。1 新型高精度开关电源总体设计1.1 总体设计方案开关电源主要由输入电路、功率因数校正电路、脉冲控制电路、功率变换电路、输出电路、反馈电路等构成

16、3。第一部分是输入电路，220V交流电经保护电路、EMI滤波和桥式整流后得到未稳压的直流电压，此电压送到第二部分进行功率因数校正，其目的是提高功率因数，它的形式是保持输入电流与输入电压同相。第三部分是功率转换，即利用开关管的开关作用把直流电压变换成一定频率的脉冲波形，通过开关变压器把能量传递到输出端。第四部分是输出电路，将高频方波脉冲电压整流滤波后变成直流电压输出。第五部分是反馈控制电路，输出电压经过分压、采样后与电路的基准电压进行比较、放大。 使用精准调整器TL431和光电耦合器PC817C设计反馈电路，反馈电路根据输出电压反馈到控制芯片，从而使控制芯片输出PWM控制信号，达到高精确稳定输出

17、的目的4。图1.1 总体设计方案1.2 功能要求及技术指标1.2.1 电源效率及功率因数在特定的输入电压及温度范围条件下，下面表格描述了本电源输出效率和功率因数的目标范围。整机效率为被测电源在额定输入电压输出满载时，输出电流和输出电压的乘积得出该电源的输出功率，然后与输入端功率计显示的输入有功功率的百分比。功率因数为输入有功功率与输出实在功率的比值。表1.1 电源效率及功率因数输入电压范围输出负载效率PF值90VAC额定值84%98%264VAC额定值88%93%1.2.2 输出电压及电流在特定的输入电压及温度范围条件下，下面表格描述本电源各组输出的电流、电压范围值及输出纹波和噪音的目标值。纹

18、波是出现在输出端子间的一种与输入频率和开关转换频率同步的成分，用峰峰值表示，常规要求纹波应在输出电压的0.5% 以下。噪声是出现在输出端子间的纹波以外的一种高频噪声成分，通常要求噪声在输出电压的1%左右。表1.2 输出电压及电流项目V1V2V3V4输出电压+12V+24V+5V+5Vsb峰值电流2.5A5A3.5A1A额定电流2A4A3A0.5A电压调整率±5%±5%±5%±5%纹波60mV180mV30mV30mV纹波及噪音120mV240mV50mV50mV2 新型高精度开关电源的设计2.1 输入电路2.1.1 输入保护电路输入保护电路主要由保险管、

19、负温度系数热敏电阻（NTC）和压敏电阻组成，热敏电阻在开关电源刚启动时，温度低，电阻值高，瞬时能对充电电流加以限制。随着电流通过发出热量，热敏电阻的阻值迅速减小，启动成功，功耗降低。压敏电阻的作用是吸收从电网窜入的浪涌电压。电网中的电压由于受到其它用电设备或自然雷电的干扰，容易引起浪涌电压。浪涌电压往往都是在瞬间发生，并且电压值会升得很高，它会使电源中的保险丝和其它元器件烧坏。因此，在输入电压的两端加上压敏电阻，起到分压的作用，吸收浪涌电压，保护其后电路。图2.1 输入保护电路2.1.2 EMI滤波电路EMI滤波器设计的普遍做法是采用共模电感和滤波电容共同组成输入滤波电路5。共模电感是在一个闭

20、合磁路的磁芯上绕制电感量相同的两个绕阻。由于电源频率分量所产生的磁通彼此的相位差为180度，此时它们的匝数相等而被相互抵消，对电源频率分量的电感为零；而对于共模噪声成分则呈现很高的有效导磁率，因而将得到很大的衰减。图2.2 EMI滤波电路2.2 有源功率因数校正电路2.2.1 功率校正技术的原理功率因数是指有效功率与总耗电量（视在功率）的比值。在含有AC/DC变换器的电力电子装置中，DC/DC变换器或DC/AC变换器的供电电源一般是由交流市电经整流和大电容滤波后得到较为平直的直流电压。滤波电容在使输出电压平滑的同时导致输出电流变为尖脉冲。如果整流电路后面不加滤波电路，仅为电阻性负载时，输入电流

21、即为正弦波，并且与电源电压同相位，功率因数则为1。于是功率因数校正电路的基本思想是将整流器与滤波电容隔开，使整流电路由电容性负载变为电阻性负载6。2.2.2 L6562应用电路常有两大类功率校正技术，一类是无源功率校正技术，另一类是有源功率校正技术。有源功率因数校正(APFC)电路主要是在整流器与输出电容器之间串联有源功率控制器，使AC/DC变换器的输入电流和输入电压为同频同相的正弦波，强迫输入电流跟随输入电压，从而实现单位功率因数。有源功率因数校正技术的开发，提高了开关电源的功率因数，既治理了电网的谐波污染，又提高了开关电源的整体效率。本设计运用模拟集成电路L6562进行功率校正。图2.3

22、L6562应用电路图如图2.3所示，APFC功率因数校正器的输出电压HV经电阻采样后，通过芯片脚INV输入到误差放大器的反相输入端。内部的2.5V基准电压，由同相端输入，经比较放大后，输出至乘法器M2。由全桥整流的交流电压被采样电阻分压器采样，通过MULT脚输入乘法器M1，乘法器的输出电压则正比于M1 和M2 的乘积。外接功率MOSFET的源极串联电阻，将漏极的升压电感器L的峰值电流取样，由CS脚输入电流误差放大器，并与乘法器输出电压作参考。当CS脚上的电压达到门限值，也就是L中的电流达到峰值后，PWM比较器将停止驱动MOSFET的栅极。2.3 反激拓扑电路反激式电路是指当开关管导通，驱动脉冲

23、变压器原边时，变压器付边不对负载供电，即原付边交错通断。但是，由于变压器存在漏感，将在原边形成电压尖峰，可能击穿开关器件，需要设置RCD电压钳位电路予以保护。单端反激式可以满足小功率高频开关电源的要求，同时由于反激式开关电源中的变压器起着电感和变压器的双重作用，反激式变换器只需要滤波电容的选择，而不需要滤波电感的选择且电路结构不复杂。典型的隔离反激式变换电路结构如图2.4所示。图2.4 典型的隔离反激式电路结构图由电流模式脉宽调制控制器LD7535输出PWM波控制MOSFET导通与截止。其工作频率为50-130KHz，通过3脚到地接一只电阻设定工作频率，一般为100K时，开关频率为65KHZ。

24、电路的工作过程如下：当MOSFET导通时，它在变压器初级电感线圈中储存能量，与变压器次级相连接的二极管处于反偏压状态，所以二极管截止。在变压器次级回路无电流流过，即没有能量传递给负载。当MOSFET截止时，变压器次级电感线圈中的电压极性反转过来，使得二极管导通，给输出电容充电，同对在负载上也有了电流。2.4 半桥谐振电路谐振式电源是新型开关电源的发展方向。它利用谐振电路产生正弦波，在正弦波过零时切换开关管，控制半桥电路的MOS管交替地导通和截止，通过调节开关频率就能改变变压器二次侧整流输出的平均电压7。半桥谐振式拓扑结合有源功率因数校正技术，功率因数可以达到0.95以上，从而大大抑制了对电网的

25、污染。L6599是一个专门用于谐振半桥拓扑电路的精确的双端控制器，输出180°异相信号，提供50%占空比。不同于PWM控制器，能量传输是由开关器件的占空比来控制的，谐振半桥的占空比是固定的，能量传输是由开关频率来控制的，输出电压的调整是通过调整工作频率来实现。如图2.5所示，从4脚到地接一只电阻RF min，用于设置最低振荡频率。从4脚接一只电阻RF max，通过反馈环路控制光耦接地，用于调整控制器的振荡频率，调节输出电压。RF max是最高工作频率设置电阻8。图2.5 L6599应用电路图 2.5 功率变换电路2.5.1 MOSFET的主要特点MOSFET分P沟道耗尽型、P沟道增强

26、型、N沟道耗尽型和N沟道增强型4种类型。增强型MOSFET具有应用方便的“常闭”特性（即驱动信号为零时，输出电流等于零）9。在开关电源中，用作开关功率管的MOSFET几乎全部都是N沟道增强型器件。这是因为MOSFET是一种依靠多数载流子工作的单极型器件，不存在二次击穿和少数载流子的储存时间问题，所以具有较大的安全工作区、良好的散热稳定性和非常快的开关速度。2.5.2 脉冲宽度调制的原理脉冲宽度调制(PWM)的原理是：电源在输入电压、内部参数及外接负载变化的情况下，控制电路通过被控制信号与基准信号的差值进行闭环反馈，调节PWM控制芯片的导通脉冲宽度，使它对输出电压进行调整，使电源输出电压稳定。2

27、20V交流输入电压经过整流滤波后变为脉动直流电压，供给功率开关管作为驱动电压。MOS栅极由PWM控制器的脉冲驱动。PWM控制器由基准电压源、误差放大器和PWM比较器组成，如图2.6所示。开关电源的输出电压和基准电压进行比较、放大，然后将其差值送到PWM比较器。脉宽调制的频率是不变的，当输出电压V0下降时，与基准电压比较的差值增加，经放大后输入到PWM比较器，加宽了脉冲宽度。宽脉冲经开关晶体管功率放大后，驱动高频变压器，使变压器初级电压升高，然后耦合到次级，经过肖特基整流和电容滤波后，输出电压上升，反之亦然10。图2.6 脉冲宽度调制的原理框图2.6 输出整流滤波电路开关电源经过开关变压器后，要

28、对输出的开关电压进行整流和滤波。肖特基二极管是以多数载流子工作的整流器件，具有很好的开关特性。它的正向压降小，且随着温度的升高而降低，可降低整流管导通损耗。在选取输出整流管的参数时，应遵循以下原则：管子的额定工作电流至少为该路最大输出电流的3倍；管子的最高反向工作电压必须高于最低耐压值。输出滤波器把经过整流以后的交流方波变换成直流。如图2.7所示，整流后的波形直接接到滤波器的输入端，先是大电容滤波，它将方波滤波成为较平滑的直流波形。L51与C55组成了后置滤波器使波形变得平稳，减小纹波。图2.7 输出整流滤波电路图2.7 反馈稳压电路本设计采用电压环进行闭环调节实现输出电压的稳定输出的，使用光

29、耦作为输入采样、反馈信号、输出驱动的隔离器件11。反馈电路的设计如图2.8所示。TL431为精密稳压器，它的作用是使光耦合器PC817C的管脚2稳定在2.5V的电压。当输出24V电压升高，管脚2的电压不变，而管脚1的电压升高，使发光器导通发光，受光器接受光线也导通，管脚4的电压变低；反之，当输出24V电压降低，受光器截止，管脚4的电压为高。PC817C把管脚4的电压高低状态反馈到控制芯片，芯片调整PWM的占空比，使输出电压稳定。R54和R56是输出取样电阻，两者对输出的分压通过TL431的REF端来控制该器件从阴极到阳极的分流。这个电流又是直接驱动光耦的发光部分的。那么当输出电压有变大趋势时，

30、Vref随之增大导致流过TL431的电流增大，于是光耦发光加强，感光端得到的反馈电压也就越大。控制芯片在接受这个变大反馈电压后将改变MOSFET的开关时间，输出电压随改变而回落12。图2.8 反馈电路的设计3 新型高精度开关电源电路图及实物图3.1 整体电路图整体电路主要包括设计总图、输入电路及功率因数校正单元、反激部分及半桥谐振三个部分，对应电路图分别如图3.1、图3.2、图3.3及图3.4所示：图3.1 设计总图图3.2 输入电路及功率因数校正单元图3.3 反激部分图3.4 半桥谐振部分3.2 设计PCB图图3.5 设计PCB图3.3 实物图图3.6 顶层实物图图3.7 底层实物图4 性能

31、测试开关电源性能测试是检验其性能好坏的重要标准，一般测试项目主要有：整机效率、功率因数、交叉负载、纹波及噪音、输出电压过冲及温升等。本设计在进行性能测试时使用的主要仪器包括3KW AC自偶变压器、CHROMA 650电子负载、TDS3032B示波器及P6021电流探头等。以下测试数据均为本人实习期间使用公司测试仪器实际测试所得数据，由于学校不具备相应测试设备，因此无法重新测试及拍摄相关测试视频。4.1 整机效率以及功率因数检测整机效率以及功率因数是否合乎规格要求。根据相关规定要求，在AC220V/50HZ条件下，整机功率小于1500W的电源，其整机效率应不小于85%，功率因数应不小于0.921

32、3。表4.1 电源整机效率以及功率因数测试结果测试项目满载（%）80%负载（%）半载（%）PF值效率PF值效率PF值效率90V99.7 86.01 99.7 86.90 99.6 86.87 120V99.5 88.24 99.6 88.45 99.3 88.10 160V99.5 89.22 99.2 89.40 98.3 88.68 220V98.3 89.98 97.7 89.99 96.8 89.03 264V96.7 90.16 95.2 90.21 94.3 89.03 图4.1 电源整机效率以及功率因数测试折线图由表4.1可知，在不同负载条件下，电源效率最小为86.01%，电源效

33、率最大为90.21%；功率因数最小为94.3%，最大达到为99.7%。性能优越，完全符合设计要求。折线图4.1反映出了开关电源效率和功率因数在不同输入电压及不同负载下的变化关系。3.2 交叉负载交叉负载是考察电源在不均衡负载下，电压的调节能力。在多组输出电压条件下，确认输出电压调整随输出负载的变化改变，变化的电压范围是否超过该组电压的规格值。表4.2 交叉负载测试结果5V12V24V5V12V24V0.1A0.3A0.2A5.16V11.97V24.22V0.1A0.3A4.0A5.16V12.04V23.91V0.1A2.0A0.2A5.15V11.88V24.63V3.0A0.3A0.2A

34、5.12V11.97V24.24V0.1A2.0A4.0A5.15V11.95V24.30V3.0A0.3A4.0A5.12V12.04V23.93V3.0A2.0A0.2A5.11V11.88V24.64V3.0A2.0A4.0A5.11V11.95V24.32V由表4.2可知，在输出电压5V、12V重载，24V轻载时，24V的实际输出最大达到24.64V。反映出了多路输出状态下负载不平衡时，输出电压波动较大的问题。本设计通过采用精密调谐器TL431进行反馈调节，对此问题有一定的改善作用。3.3 纹波及噪音检查所有输出电压的纹波及噪音是否合乎规格要求。用示波器量测所有输出，量测所有高频和低频

35、的纹波及噪音。在进行此项测试时需采用一个47uF的电容并上一个0.1uF的电容加在示波器电压探头上，同时选用带宽20MHZ的交流档测试。在输入电压240V、满载条件下测试三路输出纹波及噪音结果如下：表4.3 输出纹波及噪音测试结果负载纹波纹波及噪音图片5V3A09.6mv15.6mv图4.212V2A37.8mv52.8mv图4.324V4A117.0mv181.0mv图4.4 图4.2 5V纹波 图4.3 12V纹波 图4.4 24V纹波纹波是出现在输出端子间的一种与输入频率和开关频率同步的成分，用峰-峰值表示，一般在输出电压的0.5%以下；噪声是出现在输出端子间的纹波以外的一种高频成分，一

36、般在输出电压的1%左右。纹波噪声是二者的合成，一般在输出电压的2%以下14。由表4.3可知，三路输出纹波及噪音均符合设计要求及相关标准。3.4 输出电压过冲及爬升时间输出电压过冲及爬升时间是指电源在开机或关机时，引起直流电压变化的最大峰峰值15。电源开机的时候，用示波器直接记录输出电压的过冲及爬升时间，在输入电压在输入220V、满载条件下测试输出电压过冲及爬升时间结果如下。图4.4 输出电压过冲及爬升时间输出电压负载电流过冲爬升时间图片+5VMAX0.000%01.6ms图4.5+12VMAX3.840%06.8ms图4.6+24VMAX2.789%05.6ms图4.7 图4.5 5V过冲 图

37、4.6 12V过冲 图4.7 24V过冲根据相关规定要求电源产品的开关机过冲幅度最大不应超过输出电压的±10%。由表4.4可知，过冲最大为3.84%，测试结果完全符合设计要求。3.5 温升测试检测在额定负载条件下测试相关元件的温升是否超过规格值。由下表可知，测试结果完全符合设计要求。由于初级滤波电路采用三个等值电容并联，其温升测试结果非常理想。表4.5 温升测试结果项目Test time:1hTest time:4h平均环境温度44.644.144.4温升1T61(LLC变压器)73.580.076.832.02L81 (PFC电感)69.078.073.528.73BD1 (工频桥整流)99.0104.8101.957.14D90 (PFC整流.)91.295.993.648.85Q81(PFC MOS)99.2104.0101.656.86D41 (5V整流)86.288.387.342.57D51 (12V整流)87.489.888.643.88D71 (24V整流)91.393.292.347.59T1(待机变压器)74.575.775.130.310Q61(LLCMOS)67.274.070.625.811Q62(LLCMOS)66.573.570.025.212Q1(待机MOS)71.075.673.328.513D14(尖峰吸收