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直流电源的各项技术参数是怎么测量出来的?(一)

对于选择电源的来说,有工频直流电源和高频开关电源,有很多的用户会问我,到底该怎么选,是工频直流电源好还是高频开关电源好,这个问题还真的不好回答,有的说工频的效率低但是它简单稳定,有的说高频的故障率高,但是通过我们这几年销售出去的高频开关电源返修率来看,并没有想像的那么高,而且随着技术的进一步发展,高频开关电源的技术优势日益凸显,而且高频开关电源模块化集成度高,效率高,体积小等特点也是当今开关电源的一大优势。这里我们也不去争论到底哪个好那个坏的问题,今天的主题是开关电源和线性直流电源的一个共同的问题-他们的技术参数。我们在选择电源时候,无一例外的需要知道用户对电源技术参数的要求,比如输入电压,输出电压,输出电流,输出功率,特殊使用环境等通用的基础参数,还需要了解电压调整率,电流调整率,负载调整率,纹波系数值,温漂,时漂等等具体的电源参数,下面就介绍一下这些参数是怎么测试的,还有测试时候需要使用的工具和注意问题等等。


功率因素和效率测试

一、目的:

测试S。M。P。S。 的功率因素POWER FACTOR, 效率EFFICIENCY(规格依客户要求设计)。

二. 使用仪器设备:

(1). AC SOURCE / 交流电源;

(2). ELECTRONIC LOAD / 电子负载;

(3)。 DIGITAL VOLTAGE METER (DVM) / 数字式电压表;

(4). AC POWER METER / 功率表;

三。 测试条件:

Temp。/环境温度

AC INPUT/输入电压

Fred./入频率

OUTPUT LOAD SET UP

90V/115V/132V

180V/230V/264V

47Hz-63Hz

Max.LOAD/最大负载

Min.LOAD/最小负载

四、测试方法:

(1). 依规格设定测试条件: 输入电压, 频率和输出负载.

(2). 从POWER METER 读取Pin and PF 值, 并读取输出电压, 计算Pout.

(3). 功率因素=PIN / (Vin*Iin), 效率=Pout / Pin*100%;

五。 测试回路图:

测试回路图


能效测试

一、目的:

测试S.M.P.S. 能效值是否满足相应的各国能效等级标准要求(规格依各国标准要求定义).

二。 使用仪器设备:

(1). AC SOURCE / 交流电源;

(2). ELECTRONIC LOAD / 电子负载;

(3). AC POWER METER / 功率表;

三. 测试条件:

(1). 输入电压条件为115Vac/60Hz和230Vac/50Hz与220Vac/50Hz/60Hz条件.

(2). 输出负载条件为空载、1/4 max. load、2/4 max. load、3/4 max. load、max. load五种负载条件.

四、测试方法:

(1)。在测试前将产品在在其标称输出负载条件下预热30分钟。

(2)。 按负载由大到小顺序分别记录115Vac/60Hz与230Vac/50Hz输入时的输入功率(Pin),输入电流(Iin),输出电压(Vo), 功率因素(PF),然后计算各条件负载的效率。

(3). 在空载时仅需记录输入功率(Pin)与输入电流(Iin).

(4).计算115Vac/60Hz与230Vac/50Hz时的四种负载的平均效率,该值为能效的效率值

五、标准定义:

CEC / 美国EPA / 澳大利亚及新西兰的能效规格值标准(IV等级);

(1). IV等级效率的规格是: 1).Po<1W, Average Eff.≥0.5*Po;

2).1≤Po≤51W,Average Eff.≥0.09*Ln(Po)+0.5; 3).Po>51,Average Eff.≥0.85.

(2). 输入空载功率的规格是:1).0

(3)。 Po为铭牌标示的额定输出电压与额定输出电流的乘积;

(4) .实际测试的平均效率值和输入空载功率值需同时满足规格要求才可符合标准要求.

六、计算方法举例:

(1)。12V/1A的能效效率=(0。09*ln12+0。5 )*100%= (0。09*2。4849+0。5)*100%=72。36%;

(2)。 输入功率≤ 0。5W;

输入电流测试

一、目的:

测试S.M.P.S. 之输入电流有效值INPUT CURRENT(规格依客户要求设计).

二. 使用仪器设备:

(1)。 AC SOURCE / 交流电源;

(2). ELECTRONIC LOAD / 电子负载;

(3)。 AC POWER METER / 功率表;

三。 测试条件:

Temp。/环境温度

AC INPUT/输入电压

Fred./入频率

OUTPUT LOAD SET UP

90V/115V/132V

180V/230V/264V

47Hz-63Hz

Max.LOAD/最大负载

Min.LOAD/最小负载

四、测试方法:

(1)。 依规格设定测试条件: 输入电压, 频率和输出负载;

(2)。 从功率计中记录AC INPUT 电流值;


浪涌电流测试

一、目的:

测试S.M.P.S. 输入浪涌电流INRUSH CURRENT, 是否符合SPEC.要求.

二. 使用仪器设备:

(1). AC SOURCE / 交流电源;

(2). ELECTRONIC LOAD / 电子负载;

(3). OSCILLOSCOPE / 示波器;

三. 测试条件:

(1)。依SPEC。 所要求(通常定义输入电压为100-240Vac/50-60Hz)。

四、测试方法:

(1). 依SPEC. 要求设定好输入电压, 频率, 將待测品输出负载设定在MAX. LOAD.

(2). SCOPE CH2 接CURRENT PROBE, 用以量测INRUSH CURRENT, CH1设定在DC Mode, VOLTS/DIV 设定视情况而定, CH1

作为SCOPE 之TRIGGER SOURCE, TRIGGER SLOPE 设定为"+", TIME/DIV 以5mS 为较佳, TRIGGER MODE 设定为"NORMAL".

(3). CH1 则接到AC 输入电压.

(4). 以上设定完成后POWER ON, 找出TRIGGER 动作电流值(AT 90o 或270o POWER ON).

五、注意事项:

(1). 冷开机(COLD-START): 需在低(常)温环境下且BULK Cap.电荷须放尽, 以及热敏电阻亦处于常温下, 然后仅能第一次开机,

若需第二次开机须再待电荷放尽才可再开机测试.

(2). OSCILLOSCOPE 需使用隔离变压器.

六、测试回路图:

测试回路图测试回路图



电压调整率测试

一、目的:

测试S。M。P。S。 OUTPUT LOAD 一定而AC LINE 变动时, 其输出电压跟随变动之稳定性(常规定义≤1%)。

二. 使用仪器设备:

(1). AC SOURCE / 交流电源;

(2). ELECTRONIC LOAD / 电子负载;

(3)。 DIGITAL VOLTAGE METER (DVM) / 数字式电压表;

三。 测试条件:

Temp。/环境温度

AC INPUT/输入电压

Fred./入频率

OUTPUT LOAD SET UP

90V/115V/132V

180V/230V/264V

47Hz-63Hz

Max.LOAD/最大负载

Min.LOAD/最小负载

四、测试方法:

(1)。 依规格设定测试负载LOAD 条件。

(2). 调整输入电压AC LINE 和频率FREQUENCY 值.

(3). 记录待测品输出电压值是否在规格内.

(4). Line reg.=(输出电压的最大值(Vmax.)-输出电压的最小值(Vmin.))/Vrate volt.*100%.

五。 注意事项:

(1)。 测试前先将待测品热机, 待其输出电压稳定后再进行测试。

(2). 电压调整率值是输出负载不变,输入电压变动时计算的值.

负载调整率测试

一、目的:

测试S.M.P.S. 在AC LINE 一定而OUTPUT LOAD 变动时, 其输出电压跟随变动之稳定性(常规定义≤±5%).

二。 使用仪器设备:

(1)。 AC SOURCE / 交流电源;

(2)。 ELECTRONIC LOAD / 电子负载;

(3). DIGITAL VOLTAGE METER (DVM) / 数字式电压表;

三。 测试条件:

Temp./环境温度

AC INPUT/输入电压

Fred./入频率

OUTPUT LOAD SET UP

90V/115V/132V

180V/230V/264V

47Hz-63Hz

Max.LOAD/最大负载

Min.LOAD/最小负载

四、测试方法:

(1). 依规格设定测试输入电压AC LINE 和频率FREQUENCY 值.

(2). 调整输出负载LOAD 值

(3). 记录待测品输出电压值是否在规格内.

(4). Load reg.=(输出电压的最大/小值(Vmax/min.)-输出电压的额定值(Vrate))/Vrate volt.*100%.

五. 注意事项:

(1)。 测试前先将待测品热机, 待其输出电压稳定后再进行测试;

(2). 负载调整率值是输入电压不变,输出负载变动时计算的值.

输入缓慢变动测试

一、目的:

验证当输入电压偏低情形发生时, 待测品需能自我保护, 且不能有损坏现象;

二. 使用仪器设备:

(1). AC SOURCE / 交流电源;

(2). ELECTRONIC LOAD / 电子负载;

(3). AC POWER METER / 功率表;

三. 测试条件:

(1). 依SPEC. 要求: 设定输入电压为90Vac 或180Vac 和输出负载Max. load;

四、测试方法:

(1)。 将待测品与输入电源和电子负载连接好, 且设定好输入电压和输出负载;

(2). 逐步调降输入电压, 每次3 Vac/每分钟.

(3). 记录电压值(包括输入电压和输出电压), 直到待测品自动当机为止.

(4). 设定好输入电压为0Vac,逐步调升输入电压, 每次3 Vac/每分钟,

直到待测品输出电压达到正常规格为止,记录电压启动时输出电压和输入电压值.

五、注意事项:

(1)。 待测品在正常操作情况下不应有任何不稳动作发生, 以及失效情形;

(2)。 产品当机和启动时的输入电压需小于输入电压范围下限值。

8。 纹波及噪声测试

一、目的:

测试S.M.P.S. 直流输出电压之纹波RIPPLE 及噪声NOISE(规格定义常规为≤输出电压的1%);

二。 使用仪器设备:

(1). AC SOURCE / 交流电源;

(2)。 ELECTRONIC LOAD / 电子负载;

(3) OSCILLOSCOPE / 示波器;

(4) TEMP. CHAMBER / 温控室;

三。 测试条件:

各种LINE 和LOAD 条件及温度条件, 各种输入电压& 输出负载(Min.-MAX. LOAD).

四、测试方法:

(1). 按测试回路接好各测试仪器,设备,以及待测品,测试电源在各种LINE 和LOAD,及温度条件之RIPPLE &NOISE(下图为一典型输出RIPPLE & NOISE A: RIPPLE+NOISE; B: RIPPLE; C: NOISE

直流电源纹波测试方法图


五、注意事项:

(1)。 测试前先将待测输出并联SPEC。 规定的滤波电容, (通常为10uF/47uF电解电容;或钽电容及0。1uF陶瓷电容) 频宽限制依SPEC。 而定(通常为20MHz)。

(2). 应避免示波器探头本身干扰所产生的杂讯.

直流电源纹波值显示图

上升时间测试

一、目的:

测试S.M.P.S. POWER ON 时,各组输出从10% ~ 90% POINT 之上升时间(常规定义为≤20mS).

二. 使用仪器设备:

(1)。 AC SOURCE / 交流电源;

(2). ELECTRONIC LOAD / 电子负载;

(3). OSCILLOSCOPE / 示波器

三。 测试条件:

Temp./环境温度

AC INPUT/输入电压

Fred./入频率

OUTPUT LOAD SET UP

90V/115V/132V

180V/230V/264V

47Hz-63Hz

Max。LOAD/最大负载

Min.LOAD/最小负载

四、测试方法:

(1)。 依规格设定AC VOLTAGE, FREQUENCY AND LOAD 。

(2). SCOPE 的CH1 接Vo, 并设为TRIGGER SOURCE, LEVEL 设定在Vo 的60% ~ 80% 较为妥当, TRIGGER SLOPE 设定在"+",

TIME/DIV 和VOLTS/DIV 则视输出电压情况而定.

(3). 用CURSOR 中"TIME", 量测待测品各组输出从电压10% 至90% 之上升时间.

五。 注意事项:

测试前先将待测品处于冷机状态,待BUCK Cap. 电荷放尽后进行测试.


下降时间测试

一、目的:

测试S.M.P.S. POWER ON 时,各组输出从90% ~ 10% POINT 之下降时间(常规定义≥5mS);

二。 使用仪器设备:

(1). AC SOURCE / 交流电源;

(2). ELECTRONIC LOAD / 电子负载;

(3). OSCILLOSCOPE / 示波器

三。 测试条件:

Temp。/环境温度

AC INPUT/输入电压

Fred./入频率

OUTPUT LOAD SET UP

90V/115V/132V

180V/230V/264V

47Hz-63Hz

Max。LOAD/最大负载

Min.LOAD/最小负载

四、测试方法:

(1). 依规格设定AC VOLTAGE, FREQUENCY AND LOAD.

(2)。 SCOPE 的CH1 接Vo, 并设为TRIGGER SOURCE, LEVEL 设定在Vo 的60% ~ 80% 较为妥当, TRIGGER SLOPE 设定在"-",TIME/DIV 和VOLTS/DIV 则视输出电压情况而定;

(3). 用CURSOR 中"TIME", 量测待测品各组输出从电压90% 至10% 之下降时间.

五. 注意事项:

测试前先将待测品热机, 待其输出电压稳定后再进行测试.


开机延迟时间测试

一、目的:

测试S。M。P。S。 POWER ON 时, 输入电压AC LINE 与输出之时间差(常规定义为≤3000mS)。

二. 使用仪器设备:

(1). AC SOURCE / 交流电源;

(2)。 ELECTRONIC LOAD / 电子负载;

(3)。 OSCILLOSCOPE / 示波器

三。 测试条件:

Temp。/环境温度

AC INPUT/输入电压

Fred./入频率

OUTPUT LOAD SET UP

90V/115V/132V

180V/230V/264V

47Hz-63Hz

Max.LOAD/最大负载

Min.LOAD/最小负载

四、测试方法:

(1). 测试时依规格设定AC LINE, FREQUENCY 和输出负载(一般LOW LINE & MAX. LOAD时间最长).

(2)。 OSCILLOSCOPE 的CH1 接Vo 为TRIGGER SOURCE, CH2 接AC LINE。

(3). TRIGGER LEVEL 设定在Vo 的60% ~ 80% 间较为妥当, TRIGGER SLOPE 设定在"+",VOLTS/DIV 和TIME/DIV 则视实际情况而定.

(4)。 用CURSOR 中"TIME", 量测AC ON 至Vo LOW LIMIT 之时间差。

五. 注意事项:

(1). 测试前先将待测品处于冷机状态, 待BULK Cap. 电荷放尽后进行测试;

(2). 示波器(OSCILLOSCOPE) 需使用隔离变压器.

直流电源开机延时测试

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