開關(guān)電源測試探討

2012年04月23日11:57:13 本網(wǎng)站我要評論(2)字號：T | T | T

在電子環(huán)境中，電磁干擾對電源的工作會產(chǎn)生一定的影響，源效應(yīng)和負載效應(yīng)小的電源其穩(wěn)定性較好，電子工程師在電源設(shè)計中應(yīng)考慮到這些方面。

　　一、測試項目

　　需測項目包括開關(guān)電源空載輸出、額定負載時電壓和電流輸出、源效應(yīng)、負載效應(yīng)、紋波、耐壓和絕緣電阻、短路保護(或過流保護點)。

　　測試參考各開關(guān)電源給出的詳細參數(shù)說明書進行。

　　對于較重要的或功率在幾十瓦以上的電源，其效率(或內(nèi)部功率器件的工作溫度)直接決定了它的可靠性、故障率，應(yīng)予測試;此外尚有多項其他指標應(yīng)根據(jù)不同要求安排測試，例如突加負載輸出電壓的瞬時跌落及其恢復時間、AC/DC 電源的輸入功率因數(shù)和波形峰值比、電源的各項EMC 指標以及溫度系數(shù)、時間穩(wěn)定性等。

　　二、測試要求

　　1、測試人員需能正確使用數(shù)字萬用表，識別開關(guān)電源的管腳圖，能調(diào)節(jié)功率電源的輸出電壓，具有電相關(guān)知識。

　　2、測試儀器要求盡量使用精度高、分辨率高的儀器儀表，根據(jù)實際情況，選擇使用儀器。

　　3、一般常規(guī)測試是在常溫常壓下測試的，對測試條件有特殊要求的需在要求條件下進行測試(比如有的需要模擬工作現(xiàn)場的環(huán)境，如室外、陰雨、暴曬等)。

　　三、測試方法和過程

　　3.1空載輸出電壓

　　將開關(guān)電源的輸入電壓調(diào)至開關(guān)電源的額定電壓，用萬用表測試開關(guān)電源的輸出電壓，為了減小誤差，可以多測幾組數(shù)據(jù)(圖中的電源開關(guān)電源表示所檢開關(guān)電源)。

圖1 空載接線原理圖

3.2額定負載下開關(guān)電源輸出

　　這一步測試包括額定輸出電壓和電流的測試，首先要確定開關(guān)電源的額定負載，一般選擇電阻作為負載。注意選擇電阻的功率一定要遠大于開關(guān)電源的輸出功率，以減小電阻的發(fā)熱，還可以加一些散熱措施，如放置排風扇等。

　　額定負載計算公式：

　　R0=U2/P

　　注：式中R0 為額定負載電阻值，U 為標稱輸出電壓值，P 為額定功率。

　　確定了額定負載以后，將開關(guān)電源額定輸入電壓接上，接通開關(guān)電源的負載回路，在負載回路中串一電流表(為安全計，推薦采用串入精密分流電阻器測其壓降，換算為電流值)，測試回路中的電流，用萬用表電壓檔測試開關(guān)電源輸出電壓。并記錄電壓電流值。接線圖如2 所示，圖中R0 為額定負載。

圖2 額定負載接線原理圖

　3.3源效應(yīng)(即電壓調(diào)整率)

　　源效應(yīng)為在開關(guān)電源的輸入電壓范圍內(nèi)，輸入電壓從低到高變化時，輸出電壓相對于標稱輸出的變化量。

　　將開關(guān)電源輸入電壓分別調(diào)至范圍的下限和上限，用萬用表測開關(guān)電源的輸出電壓并記錄。

圖3 源效應(yīng)測試

計算公式為：[(Vo1-Vo2)/Vo]*100%

　　注：Vo1 是在輸入電壓上限時測得的輸出電壓值，Vo2 為在輸入電壓下限時測得的輸出電壓值，Vo 為標稱輸出電壓。

　　3.4負載效應(yīng)(即電流調(diào)整率)

　　負載效應(yīng)為開關(guān)電源在額定電壓工作下，負載從額定負載到半載(或20%負載)變化時，開關(guān)電源輸出電壓相對于標稱值的變化量。

　　這一步重要的任務(wù)是確定負載，負載的百分比是根據(jù)電流計算的，也就是半載(或20%負載)電流占額定電流的百分比。根據(jù)計算得來的電流值，推測出電阻值進行選擇。

　　半載情況下負載計算公式：

　　R1=(U2/P)*2

　　注：R1 為半載下負載電阻，即為額定負載的2 倍。

　　圖中R1 為推測出的等效負載。

圖4 負載效應(yīng)測試

計算公式為：[(Vo’-V 額)/Vo]*100%

　　注：Vo’是在開關(guān)電源輸出回路中接入了按百分比等效后的電阻后測得的開關(guān)電源輸出電壓，V 額為在額定負載下測得的開關(guān)電源輸出電壓，Vo 為標稱輸出電壓。

3.5紋波

　　開關(guān)電源空載至滿載，多點或連續(xù)均勻變化(一般測試空載、半載、全載三種情況下的紋波)額定輸入電壓條件下，將示波器調(diào)至20MHZ、交流耦合方式，合適的掃描周期，用示波器的接地夾夾到開關(guān)電源輸出的GND 端，用表筆接觸開關(guān)電源輸出的Vo端，讀出示波器中較大紋波的峰峰值。

圖5 紋波測試

對于AC/DC 電源，應(yīng)在滿載、示波器掃描速度能顯示數(shù)個AC 周期情況下觀察。示波器的“帶寬衰減”應(yīng)置于關(guān)閉(不衰減)狀態(tài)。

　　3.6耐壓和絕緣電阻

　　耐壓是用耐壓測試儀測試的，根據(jù)開關(guān)電源所給的技術(shù)資料，查出耐壓的參考值，打開耐壓測試儀的電源，設(shè)置參數(shù)，包括交/直流、量程、漏流和時間設(shè)定，設(shè)定好之后，啟動耐壓測試儀，觀察超漏報警情況，如超漏報警，則漏流電流選的小，增大漏電流或降低測試電壓。需要分別測試1、4 與1、2 和3、4 之間的耐壓。

圖6 耐壓測試

絕緣電阻用兆歐表測試，將適當工作電壓的兆歐表的兩端夾至需要測試的兩端，快速搖動手柄至離合器打滑，讀出表值，也可選用電子式兆歐表進行測試。

　　3.7短路保護特性(或過流保護點)

　　這要看技術(shù)資料上給的說明，比如開關(guān)電源說明為：短路保護特性為長期自恢復，可以用導線連至開關(guān)電源的輸出端進行測試，長時間(根據(jù)需要確定)觀察，短路時的電壓輸出以及短路排除后的開關(guān)電源輸出。

圖7 過流保護點測試參考電路

圖中R3 表示一個能產(chǎn)生兩倍于額定負載的電流(即此時R3 的阻值為額定負載的一半)，VO+和VO-分別接開關(guān)電源的輸出正端和負端。

　　過流保護點的含義為當回路中的電流大到一定值時，開關(guān)電源截止輸出(電子元件技術(shù)網(wǎng)提示：注意有些開關(guān)電源的過流保護不是截止型而可能是限流型的)。在開關(guān)電源輸出回路中串入可變負載(要求可變范圍足夠大)，通過調(diào)節(jié)可變負載，來調(diào)節(jié)回路中的電流，在電流上升期間，注意電流表的讀數(shù)，讀出在電流變至0(或某極小、較小值)之前的數(shù)值，即為開關(guān)電源的過流保護點(此時要注意電阻的散熱，因為在過流情況下電阻發(fā)熱比額定輸出時要多)。

　　四、測試記錄與數(shù)據(jù)處理

　　每一步測試都要詳細記錄數(shù)據(jù)及異常情況，如果有異常情況要分析原因。數(shù)據(jù)記錄以備計算參數(shù)和開關(guān)電源的評價而用。

　　數(shù)據(jù)的處理：

　　1、平均值處理

　　2、源效應(yīng)計算

　　公式為：

　　[(Vo1-Vo2)/Vo]*100%

　　注：Vo1 是在輸入電壓上限時測得的輸出電壓值，Vo2 為在輸入電壓下限時測得的輸出電壓值，Vo 為標稱輸出電壓。

　　3、負載效應(yīng)的計算

　　公式為：

　　[(Vo’-V 額)/Vo]*100%

　　注：Vo’是在開關(guān)電源輸出回路中接入了按百分比等效后的電阻后測得的開關(guān)

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