电源模块白盒测试方法
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3 驱动电路的测试
测试说明：
功率器件的驱动技术是电源可靠性的重要保障，好的驱动方式能够实现有效的开通和关断，高效率，低的EMI干扰，快速实现功率器件的保护等功能，测试中应对功率管驱动进行测试，为了防止由于探头引起的影响，测试中用应采用差分隔离探头（或采用一般的探头，同时示波器的电源用隔离变压器隔离），并注意以下问题：
A、驱动电路分析；
B、驱动电压；
C、驱动波形；
D、瞬态情况下驱动波形；
F、驱动芯片的电压，如起机过程中的芯片供电电压等。
测试方法：
（1）驱动电路分析
审核驱动电路方式，无论变压器隔离驱动和集成IC驱动，驱动电阻应满足推荐要求，如果采用加速电容或快速关断方式时应评估其作用，负压关断时应确认其影响，一般情况下GS应有稳压管，分析驱动电路，确认电路设计合理性。
（2）驱动电压
目前，公司的大部分的开关管都是使用MOSFET或IGBT，MOSFET和IGBT的驱动都是使用电压方式，高的驱动电压会击穿栅极，测试在空载、半载、满载、限流状态、空载满载跳变、空载到限流跳变、空载到深度限流跳变（所有的负载跳变条件为：跳变时间5ms，Tr和Tf为1A对应20us），空载到短路及输入电压为最低、额定、最高，从最高电压到最低电压跳变（跳变时间为50ms）条件下的驱动波形，要保证驱动电压低于规定电压，一般峰值应小于20V，同时注意驱动电压要满足饱和驱动。
（3）驱动波形
测试在空载、轻载、半载、满载、限流状态、空载满载跳变、空载到限流跳变、空载到深度限流跳变（所有的负载跳变条件为：跳变时间5ms，Tr和Tf为1A对应20us），空载到短路及输入电压为最低、额定、最高，从最高电压到最低电压跳变（跳变时间为50ms）条件下的驱动波形，波形的上升和下降沿应平滑，且满足效率和EMI要求（上升时间较快，管子的开通损坏小，但是电压尖锋较高，EMI会较大），开通中不应有下跌，关断后不会出现尖冲，死区时间满足设计要求。
对比PWM芯片输出波形和驱动波形，确认驱动波形和PWM输出波形一致。
（4）驱动回路
功率器件（MOSFET和IGBT）驱动电源要求低的阻抗特性，驱动回路面积尽可能小，驱动线尽量短，且驱动回路必须与功率回路分开。
（5）瞬态状态下的波形
在瞬态条件下，如开关机、输出突加负载、突减负载，由限流态到稳压态的转换，从稳压到限流态的转换，输出短路，短路开机，输出短路放开的情况下驱动正常。由保护到恢复的过程中，驱动正常，波形的上升和下降沿应平滑，开通中不应由下跌，关断后不会出现尖冲，死区时间满足设计要求，驱动波形不应出现振荡现象。
判定标准：
符合测试说明，合格；否则不合格。
（6）主控制芯片供电电压的测试
用示波器测试主要的控制芯片的供电电压，捕捉模块上电过程、关机的过程以及正常工作情况下芯片供电电压的波形，芯片供电电压必须满足芯片资料的要求，同时最好工作在芯片资料推荐的工作电压下，任何情况都不能出现超过芯片工作电压范围的电压芯片供电。
4 磁性器件的测试
测试说明：
电路中磁性元件主要在输入共模电感、PFC电感、变压器、滤波电感、输出共模电感、驱动变压器、谐振电感等处使用，起着EMI滤波及能量传递等作用，评价磁性元件应用是否恰当主要关注以下几个方面：
A、是否存在饱和现象
B、温升是否满足要求，磁性温升是因为铁损（涡流损耗、磁滞损耗）和铜损造成。
常用的磁性材料有：铁氧体、坡莫合金、非晶态合金等，根据其特性，分别应用在不同的场合。
正确的设计才能保证磁性元件应用的合理，由于随温度的变化磁心的特性有较大的变化，因此最恶劣的条件下的验证是必要的。
测试方法：
（1）输入和输出共模电感
一般不会存在饱和问题，其主要作用是实现EMI要求，同时有抑制输入的共模串扰的作用，其考虑主要是良好的绝缘，在要求频段内的电感量，分步电容小，温升满足要求。前三点由EMC测试保证，温升需要测试，测试常温下最大电流（铜耗最大）条件下的温升ΔT，以衡量设计的合理性。
（2）PFC电感
PFC电感在功率回路中起能量传递的作用，虽然一般PFC控制芯片具有限流作用，但是电感的饱和降引起严重温升和输入电流波形畸变，因此需测试最恶劣条件下的工作情况。
A、测试最低电压输入，最大功率输出时的PFC电感电流波形，电流波形不会出现非正常的上翘，即不会饱和（动态情况下，不作为磁性器件的要求，但其他器件的降额必须满足降额）。
B、降输入电压调整为在欠压点+5V（持续时间为200ms）、过压点-5V（持续时间为200ms）之间跳变，输出调整为最大线形负载时，测试PFC电感电流波形，电流波形不会出现非正常的上翘，即不会饱和。同时，需要在最低输入电压时分别测试输出满载、限流、空载满载跳变、空载到限流、空载到深度限流，电感电流的波形，判断是否能够满足要求。
C、在最低输入电压，最大输出功率情况下，测试常温下的温升ΔT，应满足温升要求。
D、在最低输入电压，最大输出功率情况下，测试最高工作温度下的温升ΔT，与常温比较无太大差异，且磁心温度不会超标。
（3）变压器
随电路拓扑不同，变压器的要求也不同，不考虑集成磁情况，一般双极性变压器（如全桥、半桥、推挽等开关电源变压器），单端正激类变压器，单端反激类变压器类型，且与具体采用的复位技术有关。
变压器的饱和温升问题是值得注意的问题，可以从以下方面考虑：
A、变压器最大输入电流（变压器输入电压最低，输出功率最大）情况下的电流波形不应出现异常的上翘。
B、将输入电压调整为在欠压点+5V（持续时间为50ms）、过压点-5V（持续时间为50ms）之间跳变，输出调整为最大线形负载（持续时间为500ms）、空载（持续时间为500ms）之间跳变，测试变压器的电流波形，电流波形不会出现非正常的上翘，激即不会饱和。同时，需要在最低输入电压时分别测试输出满载、限流、空载满载跳变、空载到限流、空载到深度限流，电感电流的波形，判断是否能够满足要求。
C、在最低输入电压，最大输出功率情况下，测试常温下的温升ΔT，应满足温升要求。
D、在最低输入电压，最大输出功率情况下，测试最高工作温度下的温升ΔT，与常温比较无太大差异，且磁心温度不会超标。
（4）输出滤波电感
输出滤波电感工作在直流状态下，电感量的大小影响主电路的工作稳定性和特性。
输出滤波电感要求在最恶劣的情况下不出现饱和现象，温升满足要求。
A、电感中流过最大电流（电流输出处于限流状态，输出最大电流时）情况下的电流波形不应出现异常的上翘。
B、在最低输入电压，最大输出功率情况下，测试常温下的温升ΔT，应满足温升要求。
D、在最低输入电压，最大输出功率情况下，测试最高工作温度下的温升ΔT，与常温比较无太大差异，且磁心温度不会超标。
判断标准：
（1）测试中电感或变压器中电流在最恶劣状况下不会出现饱和；
（2）常温下的磁性元件温升和最高工作温度下的温升现象；
（3）换算到最高温度及最恶劣输出状态下磁性元件及其线包上的表面温度不超过安规的规定。对于绝缘等级A（105度），任何情况下，表面温度不能超过90度；对于绝缘等级B（130度），任何情况下，表面温度不能超过110度；对于绝缘等级F（155度），任何情况下，表面温度不能超过135度；对于绝缘等级H（180度），任何情况下，表面温度不能超过150度。
（4）磁性元件内部的温升不能超过《器件认证降额规范》要求的降额。
5 DC/DC反馈环测试
测试说明：
每种DC/DC主电路拓扑都有其典型的反馈效正网络结构，合适的校正网络不但可以得到稳定的静态性能，而且可以获得良好的动态特性，通过测试和调整可以获得满意的校正网络。在闭回路下测得的系统开环传递函数，可以反应系统的稳定性，以及在不稳定的情况之下的调试趋势。由于温度对环路参数会导致一定的影响，故除了进行常温下的环路测试以外，还必须进行高、低温和湿度下进行环路测试。
测试方法：
一般的，测试接线图如下图所示：
注：R参考基准信号；C输出信号；H分压网络；S注入测试信号；Y仪器测试端；Z仪器参考端；G1和G2为部分主电路
利用HP4149A和信号耦合变压器在控制信号的总反馈端结成如上图的结法，利用HP4149的矢量相除可以直接得出：T/R＝-Y/Z＝-G1G2H，固定引进180度相移，因此在HP4149的BODE图上，可以得到增益为0dB处的相位为相位裕度，在相位为0deg处的增益为增益裕度。
参数设置为：
电压环测试信号：10～50mV（视测试点噪音而定）²
副边限流环测试信号：5～10mV（视测试点噪音而定）²
当输出电压高于42V时，TEST端和REFRERECE端要用分压电路分压到42V之内，同时测试信号也要相应增大，增大的倍数为：1/分压比。
² 在扫描频率范围为：10Hz～开关频率
在全输入电压，全负载范围内测试系统的稳定性²
测试判据：
输入电压，输出电压，负载、温度、湿度等都将影响环路的稳定性，在不同温度（高温、低温和常温），不同输入电压（最高、最低和额定），不同输出负载（最小负载为5％额定负载、半载、满载，对于空载的要求，不能有啸叫声），不同输出电压（额定、最高、最低）各种情况下组合，所有测试结果同时满足相位裕度在30deg到15deg，增益裕度大于60dB，合格；否则不合格。
关键词：电源模块白盒测
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