電源測試：效率測量

作者:Bob Hanrahan德州儀器模擬應用工程師

作為一名模擬現場(chǎng)應用工程師，我的使命是幫助客戶(hù)解決系統問(wèn)題。有時(shí)這些系統問(wèn)題可能會(huì )追溯到電源上。去年 3 個(gè)月內，我曾在不同的客戶(hù)那里遇到了 3 種不同的系統問(wèn)題，問(wèn)題的根源均與電源設計問(wèn)題直接相關(guān)。系統已經(jīng)投產(chǎn)，但卻出現了間歇性的現場(chǎng)故障。對于每種情況，我都發(fā)現需要對電源做少量修改，而這些修改工作本可以在系統投產(chǎn)前輕易找到并進(jìn)行的。

我覺(jué)得最有意思的是，由于軟件設計工具的進(jìn)步，客戶(hù)越來(lái)越信任沒(méi)有經(jīng)過(guò)任何工作臺測試（曾經(jīng)的基本操作步驟）的電源設計。據我觀(guān)察，系統設計人員僅將仿真結果作為設計穩健性的佐證，甚至沒(méi)花時(shí)間對電源進(jìn)行實(shí)際工作臺測試。通過(guò)以上觀(guān)察結果以及許多設計人員從未有過(guò)工作臺測試經(jīng)驗的這一事實(shí)，我清楚地認識到有必要寫(xiě)一篇專(zhuān)題報道。我有時(shí)也會(huì )思考這種局面與當下大學(xué)教育-重軟件工具、輕實(shí)踐設計及測試這個(gè)問(wèn)題到底有多大關(guān)系？不過(guò)這是我在后續博客中將要探討的話(huà)題。

如此說(shuō)來(lái)，為什么電源測試如此重要？

如上所述，如果電源未經(jīng)全面測試，可能會(huì )讓系統工作在邊緣狀態(tài)。一旦系統部署到位并在不同環(huán)境中工作，邊緣設計就會(huì )導致多種系統故障。在未經(jīng)全面測試和／或分析的系統，其組件會(huì )隨時(shí)間發(fā)生細微變化，久而久之出現系統故障。

下面是一個(gè)用于精確測量效率的簡(jiǎn)單流程：

1. 在將直流電源接入電源電路之前，設置正確的輸入電壓，并檢驗極性是否正確。
2. 將電壓表連接到靠近輸入／輸出連接器的電源輸入／輸出端。
3. 請參閱前面的說(shuō)明，將電流表連接到電源的輸入／輸出端。
4. 將電子負載連接到輸出端，并將其設置為想要觀(guān)察的最低值。
5. 開(kāi)啟輸入電壓并進(jìn)行設置，以通過(guò)電源輸入端精確提供額定輸入電壓。重點(diǎn)：輸入電壓的精度應保持在幾毫伏之內以確?？傮w精度。同時(shí)需要在每次負載改變后加以調整。
6. 記錄輸出電壓以及輸入／輸出電流。按第 5 步調整輸入電壓。
7. 每隔一定時(shí)間增加負載，直到負載達到 100% 或以上。測試時(shí)使負載達到最大負載的 1.1 倍或更高，有助于掌握工作裕量。
8. 繪制輸出／輸入功率（100%）曲線(xiàn)，體現不同負載下的峰值效率（圖 3）。