【導讀】關於交流特性測量方法討論的一部分描述了短路和過載電流特性、遠程開/關控製和隔離電壓。它還涵蓋了 DC-DC 轉換器的隔離電阻和電容
、動態負載響應以及輸出紋波或噪聲。

關於交流特性測量方法討論的一部分描述了短路和過載電流特性

、遠程開/關控製和隔離電壓。它還涵蓋了 DC-DC 轉換器的隔離電阻和電容、動態負載響應以及輸出紋波或噪聲。

短路和過載電流

輸出短路（S/C）電流是輸出引腳相互連接時流過的輸出電流。短路通常定義為電阻 <1Ω 的連接或足夠低的分流電阻，導致輸出電壓低於 100mV。對於單輸出轉換器，短路測試在VOUT+和VOUT-之間進行。對於雙極性輸出轉換器
，短路測試可以在 VOUT+ 和 VOUT-

、VOUT+ 和公共端或 VOUT- 和公共端之間進行。

低功率
、未穩壓的 DC/DC 轉換器通常沒有短路保護。行業慣例是聲稱具有 1 秒的短路能力。這通常是內部組件過熱和燒毀所需的時間。因此，在進行短路測試之前，開發人員必須首先確定轉換器是否受 S/C 保護，如果是，則使用哪種保護：具有熱關斷
、電流折返或打嗝保護的功率限製。

過載保護與短路保護不同。如果輸出電流超過設定限值，通常為額定輸出電流的 110% – 150%
，則限流 DC/DC 轉(zhuan)換(huan)器(qi)將(jiang)允(yun)許(xu)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)降(jiang)低(di)，以(yi)保(bao)持(chi)電(dian)流(liu)穩(wen)定(ding)在(zai)此(ci)限(xian)值(zhi)。如(ru)果(guo)負(fu)載(zai)進(jin)一(yi)步(bu)增(zeng)加(jia)
，則(ze)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)將(jiang)成(cheng)比(bi)例(li)降(jiang)低(di)。轉(zhuan)換(huan)器(qi)處(chu)於(yu)恒(heng)定(ding)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)模(mo)式(shi)而(er)不(bu)是(shi)恒(heng)定(ding)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)模(mo)式(shi)。如(ru)果(guo)過(guo)載(zai)被(bei)消(xiao)除(chu)，轉(zhuan)換(huan)器(qi)將(jiang)恢(hui)複(fu)正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing)，但(dan)如(ru)果(guo)過(guo)載(zai)持(chi)續(xu)很(hen)長(chang)時(shi)間(jian)，內(nei)部(bu)功(gong)耗(hao)增(zeng)加(jia)將(jiang)導(dao)致(zhi)轉(zhuan)換(huan)器(qi)過(guo)熱(re)，從(cong)而(er)發(fa)生(sheng)故(gu)障(zhang)或(huo)進(jin)入(ru)熱(re)關(guan)斷(duan)狀(zhuang)態(tai)。但(dan)如(ru)果(guo)輸(shu)出(chu)短(duan)路(lu)
，輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)仍(reng)會(hui)被(bei)限(xian)製(zhi)在(zai)設(she)定(ding)的(de)限(xian)值(zhi)內(nei)
，但(dan)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)會(hui)很(hen)低(di)，理(li)論(lun)上(shang)完(wan)美(mei)短(duan)路(lu)為(wei)零(ling)，但(dan)實(shi)際(ji)上(shang)隻(zhi)有(you)幾(ji)毫(hao)伏(fu)。然(ran)後(hou)，輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)也(ye)接(jie)近(jin)於(yu)零(ling)
，並(bing)且(qie)隻(zhi)要(yao)內(nei)部(bu)組(zu)件(jian)額(e)定(ding)電(dian)流(liu)較(jiao)高(gao)
，轉(zhuan)換(huan)器(qi)就(jiu)可(ke)以(yi)無(wu)限(xian)期(qi)地(di)運(yun)行(xing)。因(yin)此(ci)
，轉(zhuan)換(huan)器(qi)有(you)可(ke)能(neng)在(zai)過(guo)載(zai)情(qing)況(kuang)下(xia)發(fa)生(sheng)故(gu)障(zhang)
，但(dan)在(zai)無(wu)限(xian)期(qi)短(duan)路(lu)中(zhong)仍(reng)能(neng)完(wan)好(hao)無(wu)損(sun)。限(xian)流(liu)保(bao)護(hu)的(de)一(yi)種(zhong)變(bian)體(ti)是(shi)電(dian)流(liu)折(zhe)返(fan)保(bao)護(hu)（圖 1）。

輸出電流限製和折返特性

當輸出電流超過設定限值時
，該限值將重置為低得多的限值。DC/DC zhuanhuanqichuyugonglvxianzhimoshi
，dangonglvbizhengchangcaozuoshidideduo。tongchangbixutongguoduankaizhuanhuanqiyudianyuandelianjielaizhongzhicimoshi。suiranxianliuhuodianliuzhefanduiyuzhongdigonglv DC/DC 轉換器來說是非常有效的短路保護方法，但對於較高功率轉換器來說它們可能無效。

如果 1 W 轉換器具有 150% 的電流限製，則轉換器必須在過載或短路條件下應對 500 mW 的額外功耗，但 50 W 轉換器必須處理 25 W 的額外功耗。這會使內部組件迅速過熱，但過度指定它們來承載這種高故障條件電流在經濟上可能不合理。

解jie決jue這zhe個ge問wen題ti的de方fang法fa是shi使shi用yong打da嗝ge保bao護hu。當dang輸shu出chu電dian流liu超chao過guo設she定ding限xian值zhi時shi，轉zhuan換huan器qi立li即ji關guan閉bi。短duan暫zan延yan遲chi後hou，轉zhuan換huan器qi嚐chang試shi重zhong新xin啟qi動dong。如ru果guo輸shu出chu電dian流liu仍reng然ran超chao過guo限xian製zhi，轉zhuan換huan器qi將jiang再zai次ci關guan閉bi並bing重zhong複fu該gai循xun環huan。

打(da)嗝(ge)保(bao)護(hu)的(de)優(you)點(dian)是(shi)
，如(ru)果(guo)故(gu)障(zhang)條(tiao)件(jian)消(xiao)除(chu)，轉(zhuan)換(huan)器(qi)會(hui)在(zai)下(xia)一(yi)個(ge)打(da)嗝(ge)時(shi)自(zi)動(dong)重(zhong)新(xin)啟(qi)動(dong)。這(zhe)種(zhong)保(bao)護(hu)形(xing)式(shi)的(de)另(ling)一(yi)個(ge)優(you)點(dian)是(shi)，雖(sui)然(ran)短(duan)輸(shu)出(chu)脈(mai)衝(chong)會(hui)導(dao)致(zhi)內(nei)部(bu)功(gong)耗(hao)暫(zan)時(shi)較(jiao)高(gao)，但(dan)打(da)嗝(ge)之(zhi)間(jian)的(de)較(jiao)長(chang)等(deng)待(dai)時(shi)間(jian)允(yun)許(xu)內(nei)部(bu)組(zu)件(jian)再(zai)次(ci)冷(leng)卻(que)，從(cong)而(er)使(shi)轉(zhuan)換(huan)器(qi)冷(leng)運(yun)行(xing)而(er)直(zhi)接(jie)短(duan)路(lu)。

打嗝保護的缺點是高容性負載會觸發打嗝機製，並且轉換器會拒絕啟動到高容性負載。另一個缺點是如果 DC/DC 轉(zhuan)換(huan)器(qi)用(yong)於(yu)在(zai)長(chang)電(dian)纜(lan)網(wang)絡(luo)上(shang)提(ti)供(gong)總(zong)線(xian)電(dian)壓(ya)。線(xian)路(lu)上(shang)任(ren)何(he)地(di)方(fang)的(de)短(duan)路(lu)都(dou)會(hui)觸(chu)發(fa)打(da)嗝(ge)機(ji)製(zhi)，並(bing)且(qie)打(da)嗝(ge)電(dian)流(liu)尖(jian)峰(feng)會(hui)使(shi)定(ding)位(wei)故(gu)障(zhang)位(wei)置(zhi)變(bian)得(de)非(fei)常(chang)困(kun)難(nan)。

打嗝特征

使用打嗝保護 DC/DC 轉換器測試短路功能的簡單方法就是簡單地聆聽。具有打嗝保護功能的轉換器每次嚐試重新啟動時都會發出“滴答”聲。或者，可以使用具有分流器的示波器來監視輸出。

要測量限流或電流折返性能
，可以使用圖 3 中所示的測試設置。在上麵的測試設置中
，數字萬用表 (DMM) 用於直流電流測量模式，並且內部分流電阻器用作短路元件。必須對此進行監控
，以檢查 DC/DC 轉換器輸出端子處的電壓是否不超過 100 mV。對於較大的短路電流
，這會超出數字萬用表的測量範圍，或導致大於 0.1 V 的壓降，應使用外部分流器。選擇分流電阻值
，使 RS < 0.1 V/ISHUNT 且 PV > 0.1 V ISHUNT。

測量短路特性

遠程開/關控製

在許多係統中，希望能夠遠程打開和關閉 DC/DC 轉換器。這可能是出於效率原因以減少能耗或控製加電和斷電排序或出於安全原因。因此，許多 DC/DC 轉換器都有一個控製輸入（開/關控製引腳），通過該輸入可以將轉換器切換到待機模式。控製引腳是一個易於驅動的引腳

，因為任何集電極開路信號或 NPN 晶體管都可用於控製轉換器，因為它隻需要幾毫安的驅動電流即可切換高功率轉換器。

應注意控製邏輯的類型。正邏輯意味著轉換器在高電平或邏輯“1”信號時打開，在低電平或邏輯“0”信號時關閉。控製輸入??在內部被拉高
，因此如果未連接

，轉換器將打開。這種變體更常用
，因為如果不需要控製引腳
，轉換器就會處於活動狀態。

對於隔離轉換器，數據表還應說明開/關控製所參考的其他引腳。在大多數情況下，參考電位是初級電路的地
，但在某些轉換器中，開/關控製位於輸出側，並以次級 VOUT- 為參考。如果使能信號源自初級側，則必須使用光耦合器等隔離元件來切換輸出。

所(suo)有(you)控(kong)製(zhi)引(yin)腳(jiao)輸(shu)入(ru)都(dou)應(ying)具(ju)有(you)一(yi)定(ding)的(de)遲(chi)滯(zhi)

，以(yi)消(xiao)除(chu)緩(huan)慢(man)上(shang)升(sheng)的(de)控(kong)製(zhi)信(xin)號(hao)的(de)重(zhong)複(fu)開(kai)關(guan)，這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)可(ke)能(neng)會(hui)發(fa)生(sheng)

，例(li)如(ru)，如(ru)果(guo)在(zai)控(kong)製(zhi)引(yin)腳(jiao)上(shang)使(shi)用(yong)外(wai)部(bu) RC 延遲電路
，使轉換器等待
，直到輸入電壓達到在嚐試啟動之前穩定下來（圖 4）。數據表指定遠程引腳電壓 VREMOTE 作為閾值。當 0 < VREMOTE < 1.2 V 時
，典型值為邏輯“0”；當 3.5 < VREMOTE < 12 V 時，典型值為邏輯“1”。這意味著

，隨著 VREMOTE 電壓的上升，轉換器將在電壓超過 1.2 V 時開啟，並且VREMOTE 電壓下降，當電壓降至 3.5 V 以下時，轉換器將關閉。

驅動開/關控製引腳的各種方法

隔離電壓

在隔離式 DC/DC 轉(zhuan)換(huan)器(qi)中(zhong)
，初(chu)級(ji)和(he)次(ci)級(ji)通(tong)過(guo)變(bian)壓(ya)器(qi)隔(ge)離(li)和(he)光(guang)耦(ou)合(he)器(qi)隔(ge)離(li)分(fen)開(kai)，這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)兩(liang)個(ge)電(dian)路(lu)之(zhi)間(jian)沒(mei)有(you)直(zhi)接(jie)電(dian)流(liu)路(lu)徑(jing)，從(cong)而(er)實(shi)現(xian)所(suo)謂(wei)的(de)電(dian)流(liu)隔(ge)離(li)。隔(ge)離(li)電(dian)壓(ya)描(miao)述(shu)了(le)這(zhe)種(zhong)分(fen)離(li)的(de)性(xing)質(zhi)。規(gui)定(ding)了(le)高(gao)測(ce)試(shi)電(dian)壓(ya)；無論是直流電壓還是交流電壓的均方根值，當電壓施加在初級側和次級側之間時，不應有明顯的電流流過。

直流和交流 HiPot 測試之間的等效性也不是那麼簡單，因為測試時間超過 1 秒。由於局部放電 (PD) 現象
，60 秒miao的de測ce試shi會hui對dui隔ge離li柵zha施shi加jia更geng大da的de壓ya力li。局ju部bu放fang電dian描miao述shu了le由you於yu內nei部bu空kong隙xi或huo不bu一yi致zhi而er在zai絕jue緣yuan介jie質zhi內nei的de耦ou合he路lu徑jing之zhi間jian施shi加jia高gao電dian壓ya而er導dao致zhi的de瞬shun時shi擊ji穿chuan。

考慮傳統漆包變壓器線的結構。（圖 5） 絕緣漆通常分幾個階段進行塗覆，因此層與層之間可能存在不連續性
，絕緣層內也可能存在空隙。

具有穿過絕緣體的局部放電 (PD) 路徑的漆包線的橫截麵

danggelijiezhineifashengjubufangdianshi，huichanshengshunshidianliu，dandianxianrengranshijueyuande。raner
，dianyayinglixianzaidaozhijueyuanpingzhangdehoudujianxiao。dianyayinglikenenghuicongyigeruodiantiaodaoxiayigeruodian，zhidaozhongdaozhiwanquandeshuru/輸出隔離故障。

這裏的關鍵詞是“終”。PD 故障聯合起來並導致完全故障需要時間。施加 HiPot 電壓的時間越長，發生故障的可能性就越大。因此
，1 分鍾的 HiPot 測試比 1 秒的典型生產測試壓力更大。額定值為 1000 Vdc/1 秒的轉換器隻能在 500 Vac/1 分鍾下進行測試，以減少此類累積 PD 故障導致問題的可能性。

隔離電阻和電容

輸入和輸出電阻和電容必須使用交流信號進行測量。隔離電阻通常使用兆歐表或類似儀器在 500 Vdc 電壓下測量
，通常為 10 GΩ 或更高。隔離電容必須在1MHz的高頻下測量，以消除板載濾波電容的影響。根據變壓器的結構，絕緣電容可以從 5 pF 到 1500 pF 不等。與所有極低電流測量一樣，結果可能會受到空氣濕度和溫度的強烈影響。

動態負載響應

動態負載響應 (DLR) 指定 DC/DC 轉(zhuan)換(huan)器(qi)對(dui)負(fu)載(zai)階(jie)躍(yue)變(bian)化(hua)的(de)反(fan)應(ying)。它(ta)可(ke)以(yi)用(yong)兩(liang)種(zhong)方(fang)式(shi)定(ding)義(yi)，即(ji)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)返(fan)回(hui)到(dao)指(zhi)定(ding)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)容(rong)差(cha)範(fan)圍(wei)內(nei)所(suo)需(xu)的(de)時(shi)間(jian)或(huo)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)與(yu)標(biao)稱(cheng)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)的(de)偏(pian)差(cha)或(huo) DLR 的完整定義，兩者都需要眾所周知，但大多數數據表僅指定穩定時間。此外，一些製造商使用25%至100%負載，一些製造商使用50%至100%負載，還有一些隻是說“25%階躍變化”而沒有指定裕度，因此不同製造商的數據表之間的直接比較是不可能的。通常
，確定的方法是親自測試轉換器。

輸出紋波/噪聲

所有 DC/DC zhuanhuanqidoucunzaiyixieshuchuwenbohezaoshengyinsu。wenbofenliangyoushuchulvboqidianrongzhongdechongdianhefangdiandianliuchansheng，bingqiejuyougongzuopinlvhuoliangbeigongzuopinlvdedianxingpinlv，jutiqujueyutuopu。

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