開關(guān)電源的紋波噪聲檢測方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種開關(guān)電源的紋波噪聲檢測方法和系統(tǒng)，所述方法包括：獲取對開關(guān)電源進行電磁場近場掃描所生成的電場在掃描表面的電場強度分布信息和磁場在掃描表面的磁場強度分布信息；獲取電場強度分布信息中強度高于電場閾值的電場所處表面位置的第一位置標識；獲取磁場強度分布信息中強度高于磁場閾值的磁場所處表面位置的第二位置標識；根據(jù)掃描表面與開關(guān)電源的各電源部位間的對應(yīng)關(guān)系，查找第一位置標識所對應(yīng)的電源部位為紋波噪聲電壓源所在位置；根據(jù)掃面表面與開關(guān)電源的各電源部位間的對應(yīng)關(guān)系，查找第二位置標識所對應(yīng)的電源部位為紋波噪聲電流源所在位置。實施本發(fā)明，可檢測到開關(guān)電源中紋波噪聲電壓源和紋波噪聲電流源。
【專利說明】
開關(guān)電源的紋波噪聲檢測方法和系統(tǒng)【
【技術(shù)領(lǐng)域】
】
[0001]本發(fā)明涉及電子【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及開關(guān)電源的紋波噪聲檢測方法和系統(tǒng)?！尽颈尘凹夹g(shù)】】
[0002]開關(guān)電源相比線性電源擁有許多優(yōu)勢，如體積小、重量輕、高效率等；但是隨之帶來的是電磁干擾相對大些，這些電磁干擾體現(xiàn)為輸出和輸入端的紋波和噪聲。由于開關(guān)電源本身的特殊電路結(jié)構(gòu)，這些紋波和噪聲往往是不可避免的，當紋波噪聲出現(xiàn)在電壓上稱為紋波噪聲電壓，出現(xiàn)在電流上則稱為紋波電流。通常這些紋波噪聲由電路中的開關(guān)管及整流管、變壓器等器件產(chǎn)生，并通過容性耦合和感性耦合傳播。所謂容性耦合主要出現(xiàn)在內(nèi)部寄生電容(如器件與散熱器間的電容、變壓器初次級間的電容)，而感性耦合主要出現(xiàn)在變壓器初次級等回路間的互感或者自感。然而，要在一個實際開關(guān)電源產(chǎn)品中確定這些耦合從而推斷紋波噪聲的源以及傳播路徑是不容易的。
[0003]關(guān)于紋波和噪聲的產(chǎn)生和傳播分析，可采用示波器直接測量監(jiān)測點的輸出電壓波形進行分析，通過對電壓中的振蕩脈沖來分析紋波噪聲的產(chǎn)生和傳播情況。
[0004]但是，上述測量方法通過直接接觸工作中的電路進行測量，會干擾電路正常工作。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0005]基于此，有必要針對上述測量方法通過直接接觸工作中的電路進行測量，會干擾電路正常工作的問題，提供一種開關(guān)電源的紋波噪聲檢測方法和系統(tǒng)。
[0006]一種開關(guān)電源的紋波噪聲檢測方法，包括以下步驟:
[0007]獲取對預(yù)設(shè)負載下的開關(guān)電源進行電磁場近場掃描所生成的電磁場分布信息，其中，所述電磁場分布信息包括電場在第一掃描表面的電場強度分布信息和磁場在第二掃描表面的磁場強度分布信息；
[0008]獲取所述電場強度分布信息中強度高于電場閾值的電場所處表面位置的第一位置標識；
[0009]獲取所述磁場強度分布信息中強度高于磁場閾值的磁場所處表面位置的第二位置標識；
[0010]根據(jù)所述第一掃描表面與所述開關(guān)電源的各電源部位間的對應(yīng)關(guān)系，查找所述第一位置標識所對應(yīng)的電源部位為紋波噪聲電壓源所在位置；
[0011]根據(jù)所述第二掃面表面與所述開關(guān)電源的各電源部位間的對應(yīng)關(guān)系，查找所述第二位置標識所對應(yīng)的電源部位為紋波噪聲電流源所在位置。
[0012]一種開關(guān)電源的紋波噪聲檢測系統(tǒng)，包括:
[0013]分布信息獲取模塊，用于獲取對預(yù)設(shè)負載下的開關(guān)電源進行電磁場近場掃描所生成的電磁場分布信息，其中，所述電磁場分布信息包括電場在第一掃描表面的電場強度分布信息和磁場在第二掃描表面的磁場強度分布信息；
[0014]第一標識獲取模塊，用于獲取所述電場強度分布信息中強度高于電場閾值的電場所處表面位置的第一位置標識；
[0015]第二標識獲取模塊，用于獲取所述磁場強度分布信息中強度高于磁場閾值的磁場所處表面位置的第二位置標識；
[0016]紋波噪聲電壓源確定模塊，用于根據(jù)所述第一掃描表面與所述開關(guān)電源的各電源部位間的對應(yīng)關(guān)系，查找所述第一位置標識所對應(yīng)的電源部位為紋波噪聲電壓源所在位置；
[0017]紋波噪聲電流源確定模塊，用于根據(jù)所述第二掃面表面與所述開關(guān)電源的各電源部位間的對應(yīng)關(guān)系，查找所述第二位置標識所對應(yīng)的電源部位為紋波噪聲電流源所在位置。
[0018]上述開關(guān)電源的紋波噪聲檢測方法和系統(tǒng)，獲取對開關(guān)電源進行電磁場近場掃描所生成的電場強度分布信息和磁場強度分布信息，再獲取強度高于電場閾值的電場所處表面位置的第一位置標識和強度高于磁場閾值的磁場所處表面位置的第二位置標識；根據(jù)掃描表面與開關(guān)電源的對應(yīng)關(guān)系查找所述第一位置標識所對應(yīng)的電源部位和所述第二位置標識所對應(yīng)的電源部位，可檢測到開關(guān)電源中紋波噪聲電流源所在位置和紋波噪聲電壓源所在位置，進而可檢測到紋波噪聲在開關(guān)電源中的傳播路徑。
【【專利附圖】
【附圖說明】】
[0019]圖1是本發(fā)明開關(guān)電源的紋波噪聲檢測方法的流程示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明開關(guān)電源的紋波噪聲檢測方法中電磁場近場掃描的第一示意圖；
[0021]圖3是本發(fā)明開關(guān)電源的紋波噪聲檢測方法中電磁場近場掃描的第二示意圖；
[0022]圖4是本發(fā)明開關(guān)電源的紋波噪聲檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖5是本發(fā)明開關(guān)電源的紋波噪聲檢測方法中交變磁場頻譜圖；
[0024]圖6是本發(fā)明開關(guān)電源的紋波噪聲檢測方法中開關(guān)電源的紋波噪聲傅里葉變換后的頻譜圖；
[0025]圖7是本發(fā)明開關(guān)電源的紋波噪聲檢測方法中電磁場強度信息分布圖。
【【具體實施方式】】
[0026]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步地詳細描述。
[0027]請參閱圖1，圖1是本發(fā)明開關(guān)電源的紋波噪聲檢測方法的流程示意圖。
[0028]本實施方式所述的開關(guān)電源的紋波噪聲檢測方法，可包括以下步驟:
[0029]步驟S101，獲取對預(yù)設(shè)負載下的開關(guān)電源進行電磁場近場掃描所生成的電磁場分布信息，其中，所述電磁場分布信息包括電場在第一掃描表面的電場強度分布信息和磁場在第二掃描表面的磁場強度分布信息。
[0030]步驟S102，獲取所述電場強度分布信息中強度高于電場閾值的電場所處表面位置的第一位置標識。
[0031]步驟S103，獲取所述磁場強度分布信息中強度高于磁場閾值的磁場所處表面位置的第二位置標識。
[0032]步驟S104，根據(jù)所述第一掃描表面與所述開關(guān)電源的各電源部位間的對應(yīng)關(guān)系，查找所述第一位置標識所對應(yīng)的電源部位為紋波噪聲電壓源所在位置。
[0033]步驟S105，根據(jù)所述第二掃面表面與所述開關(guān)電源的各電源部位間的對應(yīng)關(guān)系，查找所述第二位置標識所對應(yīng)的電源部位為紋波噪聲電流源所在位置。
[0034]本實施方式,獲取對開關(guān)電源進行電磁場近場掃描所生成的電場強度分布信息和磁場強度分布信息，再獲取強度高于電場閾值的電場所處表面位置的第一位置標識和強度高于磁場閾值的磁場所處表面位置的第二位置標識；根據(jù)掃描表面與開關(guān)電源的對應(yīng)關(guān)系查找所述第一位置標識所對應(yīng)的電源部位和所述第二位置標識所對應(yīng)的電源部位，可檢測到開關(guān)電源中紋波噪聲電流源所在位置和紋波噪聲電壓源所在位置，進而可檢測到紋波噪聲在開關(guān)電源中的傳播路徑。
[0035]其中，對于步驟S101，所述開關(guān)電源優(yōu)選地可為板級開關(guān)電源模塊。所述預(yù)設(shè)負載包括電子負載或真實環(huán)境中的負載，負載可為滿載、半載和空載等。使得開關(guān)電源在一定負載工作，影響紋波噪聲的強度及其空間分布。
[0036]優(yōu)選地，在對開關(guān)電源進行掃描測試前，按照測試需要調(diào)整其負載。若開關(guān)電源是金屬封裝，則將開關(guān)電源開封，以使交變電磁場直接向空間發(fā)射，并被后續(xù)電磁場近場掃描的探頭探測到。
[0037]在一個實施例中，獲取對預(yù)設(shè)負載下的開關(guān)電源進行電磁場近場掃描所生成的電場在第一掃描表面的電場強度分布信息和磁場在第二掃描表面的磁場強度分布信息的步驟包括以下步驟:
[0038]通過交變電場探頭在距離所述開關(guān)電源的表面第一預(yù)設(shè)高度的第一掃描平面內(nèi)對所述開關(guān)電源進行垂直方向的近場電場掃描，生成垂直電場在所述第一掃描平面上的電場強度分布信息。
[0039]通過交變磁場探頭在距離所述開關(guān)電源的表面第二預(yù)設(shè)高度的第二掃描平面內(nèi)對所述開關(guān)電源進行兩個水平方向的近場磁場掃描，生成所述兩個水平方向的水平電場在所述第一掃描平面上的磁場強度分布信息。
[0040]本實施例,可快速精確地檢測到電場在第一掃描表面的電場強度分布信息和磁場在第二掃描表面的磁場強度分布信息。
[0041]優(yōu)選地，所述第一預(yù)設(shè)高度可為1mm，如圖2所示，探頭與開關(guān)電源的表面間的距離為1mm，所探測電場的方向為垂直掃描平面的方向。掃描頻率范圍與紋波的頻率范圍一致，通常從300kHz到30MHz，或者更大范圍。在其他實施方式中，所述第一預(yù)設(shè)高度還可為其他數(shù)值。若被測開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)比較特殊，可以通過水平交變電場探頭進行探測。
[0042]進一步地，所述第二預(yù)設(shè)高度可為1mm，如圖2所示，探頭與開關(guān)電源的表面間的距離為1mm，所探測磁場方向為掃描平面的水平X方向以及水平Y(jié)方向，得到水平磁場X分量以及Y分量在掃描表面上的強度分布，掃描頻率范圍與紋波的頻率范圍一致，通常從300kHz到30MHz，或者更大范圍。在其他實施方式中，所述第二預(yù)設(shè)高度還可為其他數(shù)值。
[0043]更進一步地，也可以把X分量和Y分量合并成為一個平面上的絕對值H =
(hx2+hy2)1/2。
[0044]在另一個實施例中，生成垂直電場在所述第一掃描平面上的電場強度分布信息的步驟之后，還包括以下步驟:
[0045]通過水平交變電場探頭在距離所述開關(guān)電源的表面第三預(yù)設(shè)高度的第三掃描平面內(nèi)對所述開關(guān)電源進行水平方向的近場電場掃描，生成水平電場在所述第三掃描平面上的電場強度分布信息。
[0046]優(yōu)選地，所述第三預(yù)設(shè)高度可為1mm，探頭與開關(guān)電源的表面間的距離為1mm，所探測電場的方向為水平掃描平面的方向。掃描頻率范圍與紋波的頻率范圍一致，通常從300kHz到30MHz，或者更大范圍。在其他實施方式中，所述第三預(yù)設(shè)高度還可為其他數(shù)值。
[0047]對于步驟S102，可對應(yīng)電場強度在所述第一掃描表面內(nèi)的分布位置，預(yù)設(shè)各分布位置的位置標識。所述位置標識可為坐標值。所述電場閾值可以選取在掃描平面內(nèi)開關(guān)電源位置之外進行掃描檢測所得的本底。
[0048]對于步驟S103，可對應(yīng)磁場強度在所述第二掃描表面內(nèi)的分布位置，預(yù)設(shè)各分布位置的位置標識。所述位置標識可為坐標值。所述電場閾值可以選取在掃描平面內(nèi)開關(guān)電源位置之外進行掃描檢測所得的本底。
[0049]對于步驟S104，可預(yù)先建立所述第一掃描表面內(nèi)各位置與所述開關(guān)電源的各電源部位間的對應(yīng)關(guān)系。
[0050]在一個實施例中，在查找所述第一位置標識所對應(yīng)的電源部位為紋波噪聲電壓源所在位置的步驟之后，還包括以下步驟:
[0051]通過交變電場探頭在距離所述開關(guān)電源的同一表面位置不同高度分別對所述開關(guān)電源進行垂直方向的近場電場掃描，獲取對應(yīng)每個高度的電場強度。
[0052]獲取對應(yīng)任意兩個高度的電場強度的差值。
[0053]若所述差值在預(yù)設(shè)電場差值范圍內(nèi)，則以所述第一位置標識所對應(yīng)的電源部位為紋波噪聲電壓源所在位置。
[0054]若否，則重新獲取對開關(guān)電源進行電場近場掃描所生成的電場在其他表面位置的電場強度分布信息。
[0055]本實施例，可進一步確認檢測到的紋波噪聲電壓源所在位置的準確度。確保檢測的正確率。
[0056]優(yōu)選地，所述高度可為lmm、0.5mm,當開關(guān)電源各電源部位未設(shè)置在同一表面時，可驗證近場掃描高度對掃描的電場強度的影響，若影響在合理范圍內(nèi)，則以在同一掃描表面近場掃描所得電場強度分布信息檢測紋波噪聲電壓源的位置。若影響不在合理范圍內(nèi)，則對應(yīng)各電源部位，分別在距離各電源部分相同高度的不同掃描表面近場掃描獲得電場強度分布信息。
[0057]如圖3所示，可手動將探頭固定到距離預(yù)設(shè)電源部位不同高度的位置進行近場電場掃描。
[0058]對于步驟S105，可預(yù)先建立所述第二掃描表面內(nèi)各位置與所述開關(guān)電源的各電源部位間的對應(yīng)關(guān)系。
[0059]在一個實施例中，在查找所述第二位置標識所對應(yīng)的電源部位為紋波噪聲電流源所在位置的步驟之后，還包括以下步驟:
[0060]通過交變磁場探頭在距離所述開關(guān)電源的同一表面位置不同高度分別對所述開關(guān)電源進行兩個水平方向的近場磁場掃描，獲取對應(yīng)每個高度的磁場強度；
[0061]獲取對應(yīng)任意兩個高度的磁場強度的差值；
[0062]若所述差值在預(yù)設(shè)磁場差值范圍內(nèi)，則以所述第二位置標識所對應(yīng)的電源部位為紋波噪聲電流源所在位置；
[0063]若否，則重新獲取對開關(guān)電源進行磁場近場掃描所生成的磁場在其他表面位置的磁場強度分布信息。
[0064]本實施例，可進一步確認檢測到的紋波噪聲電流源所在位置的準確度。確保檢測的正確率。
[0065]優(yōu)選地，所述高度可為lmm、0.5mm,當開關(guān)電源各電源部位未設(shè)置在同一表面時，可驗證近場掃描高度對掃描的磁場強度的影響，若影響在合理范圍內(nèi)，則以在同一掃描表面近場掃描所得磁場強度分布信息檢測紋波噪聲電壓源的位置。若影響不在合理范圍內(nèi)，則對應(yīng)各電源部位，分別在距離各電源部分相同高的不同掃描表面近場掃描獲得磁場強度分布信息。
[0066]進一步地，可根據(jù)紋波噪聲電流源所在位置和紋波噪聲電壓源所在位置，獲取紋波噪聲在電路中的傳播路徑。
[0067]如圖3所示，可手動將探頭固定到距離預(yù)設(shè)電源部位不同高度的位置進行近場磁場掃描。
[0068]請參閱圖4，圖4是本發(fā)明開關(guān)電源的紋波噪聲檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0069]本實施方式所述的開關(guān)電源的紋波噪聲檢測系統(tǒng)，可包括分布信息獲取模塊100、第一標識獲取模塊200、第二標識獲取模塊300、紋波噪聲電壓源確定模塊400和紋波噪聲電流源確定模塊500，其中:
[0070]分布信息獲取模塊100，用于獲取對預(yù)設(shè)負載下的開關(guān)電源進行電磁場近場掃描所生成的電磁場分布信息，其中，所述電磁場分布信息包括電場在第一掃描表面的電場強度分布信息和磁場在第二掃描表面的磁場強度分布信息。
[0071]第一標識獲取模塊200,用于獲取所述電場強度分布信息中強度高于電場閾值的電場所處表面位置的第一位置標識。
[0072]第二標識獲取模塊300，用于獲取所述磁場強度分布信息中強度高于磁場閾值的磁場所處表面位置的第二位置標識。
[0073]紋波噪聲電壓源確定模塊400，用于根據(jù)所述第一掃描表面與所述開關(guān)電源的各電源部位間的對應(yīng)關(guān)系，查找所述第一位置標識所對應(yīng)的電源部位為紋波噪聲電壓源所在位置。
[0074]紋波噪聲電流源確定模塊500，用于根據(jù)所述第二掃面表面與所述開關(guān)電源的各電源部位間的對應(yīng)關(guān)系，查找所述第二位置標識所對應(yīng)的電源部位為紋波噪聲電流源所在位置。
[0075]本實施方式，獲取對開關(guān)電源進行電磁場近場掃描所生成的電場強度分布信息和磁場強度分布信息，再獲取強度高于電場閾值的電場所處表面位置的第一位置標識和強度高于磁場閾值的磁場所處表面位置的第二位置標識；根據(jù)掃描表面與開關(guān)電源的對應(yīng)關(guān)系查找所述第一位置標識所對應(yīng)的電源部位和所述第二位置標識所對應(yīng)的電源部位，可檢測到開關(guān)電源中紋波噪聲電流源所在位置和紋波噪聲電壓源所在位置，進而可檢測到紋波噪聲在開關(guān)電源中的傳播路徑。
[0076]其中，對于分布信息獲取模塊100，所述開關(guān)電源優(yōu)選地可為板級開關(guān)電源模塊。所述預(yù)設(shè)負載包括電子負載或真實環(huán)境中的負載，負載可為滿載、半載和空載等。使得開關(guān)電源在一定負載工作，影響紋波噪聲的強度及其空間分布。
[0077]優(yōu)選地，在對開關(guān)電源進行掃描測試前，按照測試需要調(diào)整其負載。若開關(guān)電源是金屬封裝，則將開關(guān)電源開封，以使交變電磁場直接向空間發(fā)射，并被后續(xù)電磁場近場掃描的探頭探測到。
[0078]在一個實施例中，分布信息獲取模塊100還可包括電場分布信息獲取模塊和磁場分布信息獲取模塊，其中:
[0079]所述電場分布信息獲取模塊用于通過交變電場探頭在距離所述開關(guān)電源的表面第一預(yù)設(shè)高度的第一掃描平面內(nèi)對所述開關(guān)電源進行垂直方向的近場電場掃描，生成垂直電場在所述第一掃描平面上的電場強度分布信息；
[0080]所述磁場分布信息獲取模塊用于通過交變磁場探頭在距離所述開關(guān)電源的表面第二預(yù)設(shè)高度的第二掃描平面內(nèi)對所述開關(guān)電源進行兩個水平方向的近場磁場掃描，生成所述兩個水平方向的水平電場在所述第一掃描平面上的磁場強度分布信息。
[0081]本實施例,可快速精確地檢測到電場在第一掃描表面的電場強度分布信息和磁場在第二掃描表面的磁場強度分布信息。
[0082]優(yōu)選地，所述第一預(yù)設(shè)高度可為1mm，如圖2所示，探頭與開關(guān)電源的表面間的距離為1mm，所探測電場的方向為垂直掃描平面的方向。掃描頻率范圍與紋波的頻率范圍一致，通常從300kHz到30MHz，或者更大范圍。在其他實施方式中，所述第一預(yù)設(shè)高度還可為其他數(shù)值。若被測開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)比較特殊，可以通過水平交變電場探頭進行探測。
[0083]進一步地，所述第二預(yù)設(shè)高度可為1mm，如圖2所示，探頭與開關(guān)電源的表面間的距離為1mm，所探測磁場方向為掃描平面的水平X方向以及水平Y(jié)方向，得到水平磁場X分量以及Y分量在掃描表面上的強度分布，掃描頻率范圍與紋波的頻率范圍一致，通常從300kHz到30MHz，或者更大范圍。在其他實施方式中，所述第二預(yù)設(shè)高度還可為其他數(shù)值。
[0084]更進一步地，也可以把X分量和Y分量合并成為一個平面上的絕對值H =
(hx2+hy2)1/2。
[0085]在另一個實施例中，分布信息獲取模塊100還可包括水平電場分布信息獲取模塊，用于通過水平交變電場探頭在距離所述開關(guān)電源的表面第三預(yù)設(shè)高度的第三掃描平面內(nèi)對所述開關(guān)電源進行水平方向的近場電場掃描，生成水平電場在所述第三掃描平面上的電場強度分布信息。
[0086]優(yōu)選地，所述第三預(yù)設(shè)高度可為1mm，探頭與開關(guān)電源的表面間的距離為1臟，所探測電場的方向為水平掃描平面的方向。掃描頻率范圍與紋波的頻率范圍一致，通常從300kHz到30MHz，或者更大范圍。在其他實施方式中，所述第三預(yù)設(shè)高度還可為其他數(shù)值。
[0087]對于第一標識獲取模塊200,可對應(yīng)電場強度在所述第一掃描表面內(nèi)的分布位置，預(yù)設(shè)各分布位置的位置標識。所述電場閾值可以選取在掃描平面內(nèi)開關(guān)電源位置之外進行掃描檢測所得的本底。
[0088]對于第二標識獲取模塊300,可對應(yīng)磁場強度在所述第二掃描表面內(nèi)的分布位置，預(yù)設(shè)各分布位置的位置標識。所述電場閾值可以選取在掃描平面內(nèi)開關(guān)電源位置之外進行掃描檢測所得的本底。對于紋波噪聲電壓源確定模塊400,可預(yù)先建立所述第一掃描表面內(nèi)各位置與所述開關(guān)電源的各電源部位間的對應(yīng)關(guān)系。
[0089]在一個實施例中，本發(fā)明開關(guān)電源的紋波噪聲檢測系統(tǒng)還可包括電場強度獲取模塊、第一差值模塊和第一預(yù)判模塊，其中:
[0090]所述電場強度獲取模塊用于通過交變電場探頭在距離所述開關(guān)電源的同一表面位置不同高度分別對所述開關(guān)電源進行垂直方向的近場電場掃描，獲取對應(yīng)每個高度的電場強度。
[0091]所述第一差值模塊用于獲取對應(yīng)任意兩個高度的電場強度的差值。
[0092]所述第一預(yù)判模塊用于在所述差值在預(yù)設(shè)電場差值范圍內(nèi)時，通知所述紋波噪聲電壓源確定模塊以所述第一位置標識所對應(yīng)的電源部位為紋波噪聲電壓源所在位置。
[0093]所述第一預(yù)判模塊還用于在所述差值不在預(yù)設(shè)電場差值范圍內(nèi)時，通知所述分布信息獲取模塊重新獲取對開關(guān)電源進行電場近場掃描所生成的電場在其他表面位置的電場強度分布信息。
[0094]本實施例，可進一步確認檢測到的紋波噪聲電壓源所在位置的準確度。確保檢測的正確率。
[0095]優(yōu)選地，所述高度可為lmm、0.5mm,當開關(guān)電源各電源部位未設(shè)置在同一表面時，可驗證近場掃描高度對掃描的電場強度的影響，若影響在合理范圍內(nèi)，則以在同一掃描表面近場掃描所得電場強度分布信息檢測紋波噪聲電壓源的位置。若影響不在合理范圍內(nèi)，則對應(yīng)各電源部位，分別在距離各電源部分相同高的不同掃描表面近場掃描獲得電場強度分布信息。
[0096]如圖3所示，可手動將探頭固定到距離預(yù)設(shè)電源部位不同高度的位置進行近場電場掃描。
[0097]對于紋波噪聲電流源確定模塊500，可預(yù)先建立所述第二掃描表面內(nèi)各位置與所述開關(guān)電源的各電源部位間的對應(yīng)關(guān)系。
[0098]在一個實施例中，還包括磁場強度獲取模塊、第二差值模塊和第二預(yù)判模塊,其中:
[0099]所述磁場強度獲取模塊用于通過交變磁場探頭在距離所述開關(guān)電源的同一表面位置不同高度分別對所述開關(guān)電源進行兩個水平方向的近場磁場掃描，獲取對應(yīng)每個高度的磁場強度。
[0100]所述第二差值模塊用于獲取對應(yīng)任意兩個高度的磁場強度的差值。
[0101]所述第二預(yù)判模塊用于在所述差值在預(yù)設(shè)磁場差值范圍內(nèi)時，通知所述紋波噪聲電流源確定模塊以所述第一位置標識所對應(yīng)的電源部位為紋波噪聲電壓源所在位置。
[0102]所述二預(yù)判模塊還用于在所述差值不在預(yù)設(shè)電場差值范圍內(nèi)時，通知所述分布信息獲取模塊重新獲取對開關(guān)電源進行磁場近場掃描所生成的磁場在其他表面位置的磁場強度分布信息。
[0103]本實施例，可進一步確認檢測到的紋波噪聲電流源所在位置的準確度。確保檢測的正確率。
[0104]優(yōu)選地，所述高度可為lmm、0.5mm，當開關(guān)電源各電源部位未設(shè)置在同一表面時，可驗證近場掃描高度對掃描的磁場強度的影響，若影響在合理范圍內(nèi)，則以在同一掃描表面近場掃描所得磁場強度分布信息檢測紋波噪聲電壓源的位置。若影響不在合理范圍內(nèi)，則對應(yīng)各電源部位，分別在距離各電源部分相同高度的不同掃描表面近場掃描獲得磁場強度分布信息。
[0105]如圖3所示，可手動將探頭固定到距離預(yù)設(shè)電源部位不同高度的位置進行近場磁場掃描。
[0106]本發(fā)明可通過包括探頭、空間移動平臺、顯微攝像裝置、信號分析裝置和計算機的電磁場近場掃描裝置對開關(guān)電源進行電磁場近場掃描，生成電磁場分布信息。所述探頭和所述計算機分別與所述信號分析裝置連接，所述空間移動平臺和所述顯微攝像裝置分別與所述計算機連接，所述探頭固定于所述空間移動平臺。所述計算機發(fā)送指令，控制所述空間移動平臺空間移動，固定于所述空間移動平臺的探頭移動，逐點掃描開關(guān)電源的電磁場近場，實時采集開關(guān)電源電磁場近場的電信號數(shù)據(jù)，并將采集到的電信號數(shù)據(jù)發(fā)送至所述信號分析裝置，所述信號分析裝置分析所述電信號數(shù)據(jù)，獲取信號測量數(shù)據(jù)，并將所述信號測量數(shù)據(jù)發(fā)送至所述計算機，所述顯微攝像裝置監(jiān)測所述探頭與所述開關(guān)電源之間的距離，并將監(jiān)測獲得的距離數(shù)據(jù)發(fā)送至所述計算機，所述計算機根據(jù)所述信號測量數(shù)據(jù)和所述距離數(shù)據(jù)，處理獲得開關(guān)電源的電磁場分布信息。
[0107]請參閱圖5和圖6，圖5是本發(fā)明開關(guān)電源的紋波噪聲檢測方法中交變磁場頻譜圖；圖6是本發(fā)明開關(guān)電源的紋波噪聲檢測方法中開關(guān)電源的紋波噪聲傅里葉變換后的頻譜圖。
[0108]基于開關(guān)電源電路中的紋波噪聲與探頭之間的耦合作用(電場耦合以及磁場耦合)，在開關(guān)電源表面的一處所探測到的交變磁場頻譜圖如圖5所示，對同一開關(guān)電源的紋波噪聲進行傅里葉變換后所得的頻譜圖如圖6所示。
[0109]對比圖5和圖6可知，兩附圖中的頻譜在峰位上基本是對應(yīng)的，通過檢測開關(guān)電源內(nèi)部或表面上相應(yīng)的電磁波可檢測到紋波噪聲在開關(guān)電源中的生成位置和傳播路徑。
[0110]請參閱圖7，圖7是本發(fā)明開關(guān)電源的紋波噪聲檢測方法中電磁場強度信息分布圖。
[0111]通過本發(fā)明開關(guān)電源的紋波噪聲檢測方法可對反激式開關(guān)電源進行電磁場近場掃描，圖7中的(a)圖和(b)圖分別是掃描平面上的X、Y兩個水平方向上的磁場強度，(C)為垂直于反激式開關(guān)電源表面的電場強度。通過圖7可精確定位紋波電流產(chǎn)生位置和紋波電壓的產(chǎn)生位置。除此之外，還可通過手動掃描尋找其他位置的交變電、磁場強度來檢測其他由于高度不夠近而被忽略的紋波電流以及紋波電壓源。
[0112]以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。
【權(quán)利要求】
1.一種開關(guān)電源的紋波噪聲檢測方法，其特征在于，包括以下步驟: 獲取對預(yù)設(shè)負載下的開關(guān)電源進行電磁場近場掃描所生成的電磁場分布信息，其中，所述電磁場分布信息包括電場在第一掃描表面的電場強度分布信息和磁場在第二掃描表面的磁場強度分布信息； 獲取所述電場強度分布信息中強度高于電場閾值的電場所處表面位置的第一位置標識； 獲取所述磁場強度分布信息中強度高于磁場閾值的磁場所處表面位置的第二位置標識； 根據(jù)所述第一掃描表面與所述開關(guān)電源的各電源部位間的對應(yīng)關(guān)系，查找所述第一位置標識所對應(yīng)的電源部位為紋波噪聲電壓源所在位置； 根據(jù)所述第二掃面表面與所述開關(guān)電源的各電源部位間的對應(yīng)關(guān)系，查找所述第二位置標識所對應(yīng)的電源部位為紋波噪聲電流源所在位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源的紋波噪聲檢測方法，其特征在于，獲取對預(yù)設(shè)負載下的開關(guān)電源進行電磁場近場掃描所生成的電場在第一掃描表面的電場強度分布信息和磁場在第二掃描表面的磁場強度分布信息的步驟包括以下步驟: 通過交變電場探頭在距離所述開關(guān)電源的表面第一預(yù)設(shè)高度的第一掃描平面內(nèi)對所述開關(guān)電源進行垂直方向的近場電場掃描，生成垂直電場在所述第一掃描平面上的電場強度分布信息； 通過交變磁場探頭在距離所述開關(guān)電源的表面第二預(yù)設(shè)高度的第二掃描平面內(nèi)對所述開關(guān)電源進行兩個水平方向的近場磁場掃描，生成所述兩個水平方向的水平電場在所述第一掃描平面上的磁場強度分布信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)電源的紋波噪聲檢測方法，其特征在于，生成垂直電場在所述第一掃描平面上的電場強度分布信息的步驟之后，還包括以下步驟: 通過水平交變電場探頭在距離所述開關(guān)電源的表面第三預(yù)設(shè)高度的第三掃描平面內(nèi)對所述開關(guān)電源進行水平方向的近場電場掃描，生成水平電場在所述第三掃描平面上的電場強度分布信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源的紋波噪聲檢測方法，其特征在于，在查找所述第一位置標識所對應(yīng)的電源部位為紋波噪聲電壓源所在位置的步驟之后，還包括以下步驟: 通過交變電場探頭在距離所述開關(guān)電源的同一表面位置不同高度分別對所述開關(guān)電源進行垂直方向的近場電場掃描，獲取對應(yīng)每個高度的電場強度； 獲取對應(yīng)任意兩個高度的電場強度的差值； 若所述差值在預(yù)設(shè)電場差值范圍內(nèi)，則以所述第一位置標識所對應(yīng)的電源部位為紋波噪聲電壓源所在位置； 若否，則重新獲取對開關(guān)電源進行電場近場掃描所生成的電場在其他表面位置的電場強度分布信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的開關(guān)電源的紋波噪聲檢測方法，其特征在于，在查找所述第二位置標識所對應(yīng)的電源部位為紋波噪聲電流源所在位置的步驟之后，還包括以下步驟: 通過交變磁場探頭在距離所述開關(guān)電源的同一表面位置不同高度分別對所述開關(guān)電源進行兩個水平方向的近場磁場掃描，獲取對應(yīng)每個高度的磁場強度； 獲取對應(yīng)任意兩個高度的磁場強度的差值； 若所述差值在預(yù)設(shè)磁場差值范圍內(nèi)，則以所述第二位置標識所對應(yīng)的電源部位為紋波噪聲電流源所在位置； 若否，則重新獲取對開關(guān)電源進行磁場近場掃描所生成的磁場在其他表面位置的磁場強度分布信息。
6.一種開關(guān)電源的紋波噪聲檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括: 分布信息獲取模塊，用于獲取對預(yù)設(shè)負載下的開關(guān)電源進行電磁場近場掃描所生成的電磁場分布信息，其中，所述電磁場分布信息包括電場在第一掃描表面的電場強度分布信息和磁場在第二掃描表面的磁場強度分布信息； 第一標識獲取模塊，用于獲取所述電場強度分布信息中強度高于電場閾值的電場所處表面位置的第一位置標識； 第二標識獲取模塊，用于獲取所述磁場強度分布信息中強度高于磁場閾值的磁場所處表面位置的第二位置標識； 紋波噪聲電壓源確定模塊，用于根據(jù)所述第一掃描表面與所述開關(guān)電源的各電源部位間的對應(yīng)關(guān)系，查找所述第一位置標識所對應(yīng)的電源部位為紋波噪聲電壓源所在位置；紋波噪聲電流源確定模塊，用于根據(jù)所述第二掃面表面與所述開關(guān)電源的各電源部位間的對應(yīng)關(guān)系，查找所述第二位置標識所對應(yīng)的電源部位為紋波噪聲電流源所在位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的開關(guān)電源的紋波噪聲檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述分布信息獲取模塊還包括電場分布信息獲取模塊和磁場分布信息獲取模塊，其中: 所述電場分布信息獲取模塊用于通過交變電場探頭在距離所述開關(guān)電源的表面第一預(yù)設(shè)高度的第一掃描平面內(nèi)對所述開關(guān)電源進行垂直方向的近場電場掃描，生成垂直電場在所述第一掃描平面上的電場強度分布信息； 所述磁場分布信息獲取模塊用于通過交變磁場探頭在距離所述開關(guān)電源的表面第二預(yù)設(shè)高度的第二掃描平面內(nèi)對所述開關(guān)電源進行兩個水平方向的近場磁場掃描，生成所述兩個水平方向的水平電場在所述第一掃描平面上的磁場強度分布信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的開關(guān)電源的紋波噪聲檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述分布信息獲取模塊還包括水平電場分布信息獲取模塊，用于通過水平交變電場探頭在距離所述開關(guān)電源的表面第三預(yù)設(shè)高度的第三掃描平面內(nèi)對所述開關(guān)電源進行水平方向的近場電場掃描，生成水平電場在所述第三掃描平面上的電場強度分布信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的開關(guān)電源的紋波噪聲檢測系統(tǒng)，其特征在于，還包括電場強度獲取模塊、第一差值模塊和第一預(yù)判模塊，其中: 所述電場強度獲取模塊用于通過交變電場探頭在距離所述開關(guān)電源的同一表面位置不同高度分別對所述開關(guān)電源進行垂直方向的近場電場掃描，獲取對應(yīng)每個高度的電場強度； 所述第一差值模塊用于獲取對應(yīng)任意兩個高度的電場強度的差值； 所述第一預(yù)判模塊用于在所述差值在預(yù)設(shè)電場差值范圍內(nèi)時，通知所述紋波噪聲電壓源確定模塊以所述第一位置標識所對應(yīng)的電源部位為紋波噪聲電壓源所在位置； 所述第一預(yù)判模塊還用于在所述差值不在預(yù)設(shè)電場差值范圍內(nèi)時，通知所述分布信息獲取模塊重新獲取對開關(guān)電源進行電場近場掃描所生成的電場在其他表面位置的電場強度分布信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9中任意一項所述的開關(guān)電源的紋波噪聲檢測系統(tǒng)，其特征在于，還包括磁場強度獲取模塊、第二差值模塊和第二預(yù)判模塊，其中: 所述磁場強度獲取模塊用于通過交變磁場探頭在距離所述開關(guān)電源的同一表面位置不同高度分別對所述開關(guān)電源進行兩個水平方向的近場磁場掃描，獲取對應(yīng)每個高度的磁場強度； 所述第二差值模塊用于獲取對應(yīng)任意兩個高度的磁場強度的差值； 所述第二預(yù)判模塊用于在所述差值在預(yù)設(shè)磁場差值范圍內(nèi)時，通知所述紋波噪聲電流源確定模塊以所述第二位置標識所對應(yīng)的電源部位為紋波噪聲電流源所在位置； 所述二預(yù)判模塊還用于在所述差值不在預(yù)設(shè)電場差值范圍內(nèi)時，通知所述分布信息獲取模塊重新獲取對開關(guān)電源進行磁場近場掃描所生成的磁場在其他表面位置的磁場強度分布信息。
【文檔編號】G01R29/26GK104459361SQ201410837105
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月26日
【發(fā)明者】方文嘯, 陳立輝, 何小琦, 恩云飛, 肖慶中 申請人:工業(yè)和信息化部電子第五研究所