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DC/DC模块电源的测试AN8065
来源:ag8亚游国际仪器

当用户需求到一款电源,那么就需要对这款电源的主要参数进行一次基本的测试,以评估此款电源的优劣。

对于DC/DC电源来说,电源的主要参数有输出电压精度、线性稳定率、负载稳定率、转换效率、输出纹波和噪音、短路过流保护性能、容性负载、动态响应、工作温度范围等。下面将对以上电源的主要参数进行一个简要的说明和介绍相关的测试方法。

输出电压精度:是指产品在标称输入电压和标称负载条件下测试得到的实际输出电压与其标称的输出电压的比值。具体的计算公式为:S=(V1-V0)/V0*100%,式中V1表示实际输出电压,V0表示标称的输出电压。例如:一款标称输入为5V输出为5V/200mA转换器,设定输入电压为5V输出负载为200mA,测的其输出电压为5.03V。那么根据公式:S=(V1-V0)/V0*100%=(5.03V-5V)/5V*100%=0.6%,所以此款电源的输出电压偏差为0.6%。输出电压偏差越小,说明电源的输出电压越接近标称电压。一般厂家都会在其规格书中注明电源输出电压的偏差值,例如,某款电源的输出电压偏差注明为:±2%,假如其输出电压标称是5V,那么此款电源的输出电压波动范围为4.9V-5.1V。

线性稳定率:线性稳定率表征的是产品在规定的条件下,输入电压变化时输出电压的变动情况。此值越小,说明电源在输入电压变化时输出电压变动越小,也说明电源越稳定。具体的方法为:第一步、输出设定为满负载,输入电压设定为电源规定的最高输入电压,测试其输出电压V高的值 。第二步、输出设定为满负载,输入电压设定为电源规定的中间输入电压测试其输出电压V中的值。第三步、输出设定为满负载,设定输入电压为电源规定的最低输入电压测试其输出电压V低,的值。最后根据公式:Line=[(V高 -V低 ) /V中]/0.2算出Line值,例如一款:输入为4.5V-5.5V,输出为5V/200mA定电压非稳压产品。在负载设定为200mA,输入电压设定为5.5V时,测试其输出电压V高=5.56V;输入电压设定为5V时,测试其输出电压V中=5.03V,输入电压设定为4.5V时,测试其输出电压V低=4.45V。那么根据公式Line=[(V高 -V低 ) /V中]/0.2=[ (5.56V-4.45V) /5.03V ]/0.2=1.11。此值说明此款电源在输入电压变化1%时,输出电压将跟随变化1.11%。

负载稳定率:负载稳定率表征的是产品的输出电压在输入电压不变,输出负载变动时,输出电压的变化情况。此值越小,说明负载变动时输出电压变化越小,也说明电源的负载稳定率越好。具体的测试方法为:第一步、设定输入电压为标称的输入电压,输出负载为满载,此时测试输出电压V满 的值。第二步、设定负载为轻载,测试输出电压V轻的值。最后根据公式:Load=[(V满 - V轻 )/ V满] *100%即可算出其负载稳定率。例如一款:输入为4.5V-5.5V,输出为5V/200mA定电压非稳压产品。设定输入电压为5V输出为满载,测试得到V满=5.03V,然后再设定输出负载为满载的20%,测试得到V轻=5.13V。最后根据公式可以算出其负载稳定率为:Load=[(V满 - V轻 )/ V满] *100%=[(5.03V-5.13V)/5.03V ]*100%=1.98%。

转换效率:转换效率是指DC\DC转换器输出功率和输入功率之间的比值,计算公式:ŋ=[Vout*Iout/Vin*Iout]*100%。比值越大,说明产品的效率越高。效率是电源的性能的一个重要指标之一。

输出纹波和噪音:由于DC\DC电源的功率管是工作在开关状态,把直流输入切换成脉动状态,所以会在输入和输出端产生纹波和噪音。开关电源产生的纹波和噪音有可能会干扰系统正常工作,所以必须要把它控制在一定值内。故输出纹波和噪音是越小越好,也是评价一款电源性能好坏的重要指标之一。纹波和噪音的测试方法主要有两种,一种是双绞线法,另外一种是靠接法。以上两种测试方法在操作上比较烦琐,但所测试的结果比较准确。下面推荐一种比较实用的测试方法,测试结果相对没有那么准确,但所得数据有很好的参考价值。因为采用此方法测试的值都比实际值大,故当用此法测试的值符合要求的的话,那么在实际的值就更符合要求了。

短路过流保护性能:短路和过流保护是指这当负载过重或短路时,电源能够自我限制输出,从而保护负载和电源本身的安全。短路和过流保护功能是用户可以根据实际的需要来选择的,是电源的一个高级功能。短路和过流保护的测试接线如图一所示,具体测试方法是:设定定输入电源电压为待测模块的标称值,然后短路负载端。最后读取输入电流表的值,此值即为短路输入电流,短路输入电流越小越好。过流测试方法:同样的设定输入电源电压为待测模块的标称值,从标称负载开始不断加大负载,同时观察输入电流表的输入电流值的变化情况,当加到某个负载值,输入电流表的值不再上升时即为电源输出电流的过流点。

容性负载:电源的容性负载是评价电源带容性负载的能力。具体测试方法如下:按照下图测试接线,设定输入电源电压为待测模块的标称电压,负载设定为标称值。先预加一定的容值,按下开关,观察待测电源能否正常启动工作。如果可以就继续加大容值,重复以上测试,直到电源不能启动为止,此时的值即为待测模块的容性负载值。

动态响应:动态响应是评价电源对负载变动时的响应能力。负载设定和接线接好后,按下开关就可以通过调整示波器测量得到待测模块的值,然后按照规格定义表二对照实测值看是否超出规格,恢复电压越小,说明待测模块的动态响应越好。

工作温度:是表示产品能够正常工作的温度范围,温度范围越宽,说明产品的温度适应性越好。一般DC/DC模块的工作温度等级分为三级,分别是商用级(0℃~40 ℃)、工业级(-40℃~+85 ℃)、军用级(-40℃~+125 ℃)。我司的DC/DC模块均为工业用等级,在工业应用中具有良好的温度适应性。

总之,电源的参数是很多的,在此不能一一列举。客户在选择电源时应根据自身系统的实际需求,有所侧重去选择电源模块。

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