開關(guān)電源的軟啟動過程分析

　　摘要：

　　過去，要測試電源的特征，我們只是停留在用萬用表測量靜態(tài)電流和電壓，并用計算器進行復(fù)雜的計算。今天，示波器成為了很多工程師的首選電源測量平臺。有些高性價比的示波器甚至配備了電源分析軟件，簡化了設(shè)置，并使得動態(tài)測量更為容易。

　　開關(guān)管作為開關(guān)電源里面最重要的器件之一，在電源調(diào)試中也是受關(guān)注的重中之重。開關(guān)管的關(guān)斷和導(dǎo)通動作，實際上是一個比較復(fù)雜的過程，但我們先可以把它進行簡單化分析。例如，當電源開關(guān)管導(dǎo)通或截止的時候，我們就把它看成是一個理想的開關(guān)，其工作時只有兩種狀態(tài)，通或斷。

　　過去，要測試電源的特征，我們只是停留在用萬用表測量靜態(tài)電流和電壓，并用計算器進行復(fù)雜的計算。今天，示波器成為了很多工程師的首選電源測量平臺。有些高性價比的示波器甚至配備了電源分析軟件，簡化了設(shè)置，并使得動態(tài)測量更為容易。

　　簡單地說，電源開關(guān)管導(dǎo)通和關(guān)斷都是需要時間的。一般都簡單地把開關(guān)管導(dǎo)通時間ton分為導(dǎo)通延時時間td和導(dǎo)通上升時間tr，而把開關(guān)管關(guān)閉時間toff分為關(guān)閉延時時間tstg(或稱關(guān)閉貯存時間)和關(guān)閉下降時間tf，如圖1所示。

　　圖1 電源開關(guān)管導(dǎo)通和關(guān)閉過程的測試簡化波形

　　開關(guān)電源在第一個工作周期，由于輸出電壓要對濾波儲能電容充電，充電電流很大，負載會很重，因此一般的開關(guān)電源都要采取軟啟動措施，開始的時候占空比很小，然后才慢慢地趨于正常。也就是在開始的時候，工作電壓比較低，然后才慢慢升高到正常值。這個時間一般會比較長，可能會長達幾百毫秒，這個時候會非常考驗示波器的存儲能力。

　　ZDS2024 Plus標配的250M存儲深度，能在觀察記錄一秒的波形同時還能保證500Msa/s的采樣率，這在很多情況下是非常富余的。

　　一款開關(guān)電源的輸出端的上電波形，可以看到電源在1.64秒內(nèi)，有兩個緩沖上升的過程。如圖2所示。

　　圖2 一款開關(guān)電源的上電輸出波形

　　圖3 開關(guān)管測試