在雙向直流電源輕載運(yùn)行時(shí),突發(fā)模式(Burst Mode)的判斷需結(jié)合輸出特性、控制信號(hào)及設(shè)備參數(shù)綜合分析。以下是具體判斷方法及關(guān)鍵步驟:
一、突發(fā)模式的核心特征
突發(fā)模式是電源在輕載或空載時(shí),為降低靜態(tài)功耗而采用的一種間歇性工作方式,其典型表現(xiàn)為:
- 輸出脈沖化:輸出電壓/電流呈周期性脈沖波形,而非連續(xù)平滑輸出。
- 開關(guān)頻率降低:主功率管開關(guān)頻率從連續(xù)模式(如100kHz)降至低頻(如1kHz以下),甚至完全關(guān)閉。
- 待機(jī)功耗下降:輕載時(shí)效率提升,但輸出紋波增大。
二、判斷方法與步驟
1. 輸出波形觀測(cè)
- 工具:使用示波器(帶寬≥100MHz)同時(shí)監(jiān)測(cè)輸出電壓和電流波形。
- 關(guān)鍵指標(biāo):
- 脈沖寬度:突發(fā)模式下,輸出脈沖寬度隨負(fù)載減輕而縮短(如從10μs降至1μs)。
- 間歇周期:脈沖間隔時(shí)間(如1ms)遠(yuǎn)大于脈沖寬度,形成明顯間歇。
- 紋波幅度:輕載時(shí)輸出紋波峰峰值可能從連續(xù)模式的10mV增至100mV以上。
- 示例:若示波器顯示輸出電壓在5V基準(zhǔn)上,以1kHz頻率、10%占空比脈沖輸出,可判定進(jìn)入突發(fā)模式。
2. 開關(guān)頻率分析
- 工具:頻譜分析儀或示波器的FFT功能。
- 判斷標(biāo)準(zhǔn):
- 連續(xù)模式:開關(guān)頻率固定(如100kHz),頻譜在基頻處有明確峰值。
- 突發(fā)模式:開關(guān)頻率分散,頻譜在低頻段(如1kHz以下)出現(xiàn)寬峰,高頻分量減弱。
- 操作:將示波器觸發(fā)模式設(shè)為“單次”,捕獲輸出脈沖的上升沿,通過(guò)周期測(cè)量功能計(jì)算開關(guān)頻率。
3. 控制信號(hào)監(jiān)測(cè)
- 關(guān)鍵信號(hào):
- PWM信號(hào):突發(fā)模式下,PWM占空比可能降至接近0%,或通過(guò)門極驅(qū)動(dòng)信號(hào)間歇性關(guān)閉。
- 使能信號(hào):部分電源通過(guò)使能引腳(EN)控制突發(fā)模式開關(guān),監(jiān)測(cè)該信號(hào)可確認(rèn)模式切換。
- 工具:邏輯分析儀或示波器(需設(shè)置合適閾值)。
4. 效率與功耗測(cè)試
- 方法:
- 輕載效率:在1%額定負(fù)載下測(cè)量效率,突發(fā)模式效率通常比連續(xù)模式高5%-10%。
- 待機(jī)功耗:使用功率分析儀測(cè)量輸入功耗,突發(fā)模式待機(jī)功耗可低至連續(xù)模式的1/3。
- 標(biāo)準(zhǔn):若輸入功耗從連續(xù)模式的5W降至1.5W,且輸出為脈沖波形,可確認(rèn)突發(fā)模式。
5. 設(shè)備參數(shù)確認(rèn)
- 查閱手冊(cè):確認(rèn)電源是否支持突發(fā)模式,及觸發(fā)條件(如負(fù)載閾值、輸出電壓范圍)。
- 示例:某雙向電源手冊(cè)注明:“當(dāng)負(fù)載<5%額定電流時(shí),自動(dòng)進(jìn)入突發(fā)模式,開關(guān)頻率降至2kHz”。
- 參數(shù)調(diào)整:通過(guò)通信接口(如RS485、CAN)讀取內(nèi)部寄存器值,確認(rèn)模式狀態(tài)。
三、常見問(wèn)題與排查
- 誤判為故障:
- 現(xiàn)象:輸出間歇性中斷,誤認(rèn)為電源故障。
- 解決:檢查負(fù)載是否低于突發(fā)模式閾值,增加假負(fù)載(如電阻)驗(yàn)證。
- 模式切換不穩(wěn)定:
- 現(xiàn)象:負(fù)載在臨界點(diǎn)(如5%額定電流)波動(dòng)時(shí),模式頻繁切換。
- 解決:調(diào)整滯后窗口參數(shù)(如從±1%增至±2%),或禁用突發(fā)模式。
- 輸出紋波超標(biāo):
- 現(xiàn)象:突發(fā)模式下紋波超過(guò)設(shè)備規(guī)格(如>1%)。
- 解決:增加輸出電容(如從100μF增至470μF),或切換至連續(xù)模式。
四、典型案例
- 案例1:某雙向電源在0.5A輕載時(shí),輸出電壓呈1kHz脈沖波形,輸入功耗從8W降至2W,確認(rèn)進(jìn)入突發(fā)模式。
- 案例2:通過(guò)示波器監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn),PWM信號(hào)占空比從連續(xù)模式的30%降至突發(fā)模式的2%,且每10ms觸發(fā)一次脈沖。
- 案例3:設(shè)備手冊(cè)注明突發(fā)模式觸發(fā)條件為“輸出電流<1A且電壓>48V”,實(shí)際測(cè)試中負(fù)載為0.8A時(shí)模式激活。
五、總結(jié)
通過(guò)結(jié)合波形觀測(cè)、頻率分析、參數(shù)確認(rèn)及效率測(cè)試,可準(zhǔn)確判斷雙向直流電源是否進(jìn)入突發(fā)模式。若需禁用該模式,可通過(guò)修改控制參數(shù)(如提高最小負(fù)載閾值)或切換工作模式實(shí)現(xiàn)。