開(kāi)關(guān)電源測試方案

中心議題：

• 開(kāi)關(guān)電源測試方案的討論

解決方案：

• 使用數字萬(wàn)用表進(jìn)行測試
• 采用精度高、分辨率高的儀器儀表

開(kāi)關(guān)電源因其效率高，體積小而被電子企業(yè)廣泛應用，以下是自己在工作中總結出來(lái)的測試方法和測試項目，在電源設計時(shí)若能充分考慮到這些方面，那么其產(chǎn)品將會(huì )被越來(lái)越多的客戶(hù)所使用。

現在的電子產(chǎn)品對電源的要求有所提高，大部分是關(guān)心其穩定性，輸入電壓的范圍，輸出穩定性，輸出諧波大小，在工作中發(fā)現有些電源的紋波較大，導致設備不工作，因此這也是影響電源發(fā)展的一個(gè)方面。

電源實(shí)際工作在電路中，最關(guān)心的還是源效應（電壓調整率），因為電路確定后，負載已基本確定，負載的影響明顯小于輸入電壓對電源的影響，此外還要注意電磁干擾，在電子環(huán)境中，電磁干擾對電源的工作會(huì )產(chǎn)生一定的影響，源效應和負載效應小的電源其穩定性較好，我愛(ài)方案網(wǎng)編者認為電子工程師在電源設計中應考慮到這些方面。

一、 測試項目

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

測試參考各開(kāi)關(guān)電源給出的詳細參數說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。

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

二、測試要求

1、測試人員需能正確使用數字萬(wàn)用表，識別開(kāi)關(guān)電源的管腳圖，能調節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，根據實(shí)際情況，選擇使用儀器。

3、一般常規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(jìn)行測試（比如有的需要模擬工作現場(chǎng)的環(huán)境，如室外、陰雨、暴曬等）。

三、測試方法和過(guò)程

3.1空載輸出電壓

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

3.2額定負載下開(kāi)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(kāi)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(kāi)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(fēng)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(chēng)輸出電壓值，P 為額定功率。

確定了額定負載以后，將開(kāi)關(guān)電源額定輸入電壓接上，接通開(kāi)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(wàn)用表電壓檔測試開(kāi)關(guān)電源輸出電壓。并記錄電壓電流值。接線(xiàn)圖如2 所示，圖中R0 為額定負載。

圖2 額定負載接線(xiàn)原理圖

3.3源效應（即電壓調整率）

源效應為在開(kāi)關(guān)電源的輸入電壓范圍內，輸入電壓從低到高變化時(shí)，輸出電壓相對于標稱(chēng)輸出的變化量。

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

圖3 源效應測試

計算公式為：[（Vo1－Vo2）/Vo]*100%

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

3.4負載效應（即電流調整率）

負載效應為開(kāi)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(shí)，開(kāi)關(guān)電源輸出電壓相對于標稱(chēng)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。根據計算得來(lái)的電流值，推測出電阻值進(jìn)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 負載效應測試

計算公式為：[（Vo’－V 額）/Vo]*100%

注：Vo’是在開(kāi)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(kāi)關(guān)電源輸出電壓，V 額為在額定負載下測得的開(kāi)關(guān)電源輸出電壓，Vo 為標稱(chēng)輸出電壓。

3.5紋波

開(kāi)關(guān)電源空載至滿(mǎn)載，多點(diǎn)或連續均勻變化（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(kāi)關(guān)電源輸出的GND 端，用表筆接觸開(kāi)關(guān)電源輸出的Vo端，讀出示波器中最大紋波的峰峰值。

圖5 紋波測試

對于A(yíng)C/DC 電源，應在滿(mǎn)載、示波器掃描速度能顯示數個(gè)AC 周期情況下觀(guān)察。示波器的“帶寬衰減”應置于關(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，根據開(kāi)關(guān)電源所給的技術(shù)資料，查出耐壓的參考值，打開(kāi)耐壓測試儀的電源，設置參數，包括交/直流、量程、漏流和時(shí)間設定，設定好之后，啟動(dòng)耐壓測試儀，觀(guān)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(dòng)手柄至離合器打滑，讀出表值，也可選用電子式兆歐表進(jìn)行測試。

3.7短路保護特性（或過(guò)流保護點(diǎn)）

這要看技術(shù)資料上給的說(shuō)明，比如開(kāi)關(guān)電源說(shuō)明為：短路保護特性為長(cháng)期自恢復，可以用導線(xiàn)連至開(kāi)關(guān)電源的輸出端進(jìn)行測試，長(cháng)時(shí)間（根據需要確定）觀(guān)察，短路時(shí)的電壓輸出以及短路排除后的開(kāi)關(guān)電源輸出。

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

過(guò)流保護點(diǎn)的含義為當回路中的電流大到一定值時(shí)，開(kāi)關(guān)電源截止輸出（電子元件技術(shù)網(wǎng)提示：注意有些開(kāi)關(guān)電源的過(guò)流保護不是截止型而可能是限流型的）。在開(kāi)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(guò)調節可變負載，來(lái)調節回路中的電流，在電流上升期間，注意電流表的讀數，讀出在電流變至0（或某極小、較小值）之前的數值，即為開(kāi)關(guān)電源的過(guò)流保護點(diǎn)（此時(shí)要注意電阻的散熱，因為在過(guò)流情況下電阻發(fā)熱比額定輸出時(shí)要多）。

四、測試記錄與數據處理

每一步測試都要詳細記錄數據及異常情況，如果有異常情況要分析原因。數據記錄以備計算參數和開(kāi)關(guān)電源的評價(jià)而用。

數據的處理：

1、平均值處理
2、源效應計算

公式為：

[（Vo1－Vo2）/Vo]*100%

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

3、負載效應的計算

公式為：

[（Vo’－V 額）/Vo]*100%

注：Vo’是在開(kāi)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(kāi)關(guān)電源輸出電壓，V 額為在額定