本日,就给大家详细讲一讲如何进行效率测试,以及干系把稳事变。
一、基本观点

在先容电源效率测试之前,首先我们须要搞清楚几个定义和观点。

电源效率的定义:
个中,输出功率Pout=Vo×Io,输入功率Pin=Vin×Iin。
须要指出的是,Iin是电源的均匀输入电流或者直流电流。在空想状态下,η=1,即完美的,转换效率是100%,但现实每每间隔空想很远。
那么,损耗的能量都去哪里了?根据能量守恒定律,一定是变成热量散发出去了。对付电源工程师来说,提高电源效率、降落电源温升,是主要事情之一。以是,我们要准确测试我们设计的电源的效率,来评估我们的电源设计的水平。
相对来说,由于二次电源比较大略,以是这里我们只描述一次电源的丈量方法(二次电源参考一次电源,或者选择四个万用表的方法,都可以进行丈量)。
下面,将向大家详细先容一下丈量开关电源转换效率的两种不同方法。第一种方法利用一个瓦特表和两个万用表;第二种方法先容在没有瓦特表的情形下如何进行丈量,但不足精确。
二、一次电源的测试方法
直流输出功率仅即是电压与电流的乘积,只需两个万用表即可丈量出大小。我们将用一个高精度万用表来丈量输出到负载的电流,用一个标准万用表来丈量电源的输出电压。
由于互换系统中电压与电流之间存在相位角,因此不能大略地将RMS输入电压与 RMS输入电流相乘来打算输入功率。只有电源花费的有功功率(P)才是必须考虑的。而返回到电源的无功功率Q,则不应考虑进来。
三、瓦特表(功率表)
功率表(wattmeter)也被称为瓦特表,是用来丈量有功功率值的仪表,电功率包括有功功率、无功功率和视在功率,同一个功率表可以互换、直流两用,其紧张运用与电力、电测与计量等领域。
若按功率计在测试系统中的连接办法进行分类的话,功率表可分为终端式和通过式两种。
选择功率表的功率量程,事实上便是精确选择功率表的电压和电流的量程。必须把稳的是,负载最大事情电流和最高电压不能超过功率表的电流量程和电压量程,这样功率表的功率量程自然得到知足。反之,如果选择时只把稳功率量程是否知足哀求,而忽略了电流、电压量程是否与负载电流、电压相适应,那么就有可能破坏功率表。
四、功率表事理及构成
功率表紧张由功率传感器和功率指示器两部分组成。个中,功率传感器也称为功率计探头,它把高频电旗子暗记通过能量转换为可以直接检测的电旗子暗记。而功率指示器包括旗子暗记放大、变换和显示器。显示器直接显示功率值。功率传感器和功率指示器之间用电缆连接。
为了适应不同频率、不同功率电平,以及不同传输线构造的须要,一台功率计要配多少个不同功能的功率表探头。
1、功率表事理
通过式功率表:它是利用某种耦合装置,如定向耦合器、耦合环、探针等从传输的功率中按一定的比例耦合出一部分功率,送入功率计度量,传输的总功率即是功率表指示值乘以比例系数。
测热电阻型功率表:它紧张是利用热变电阻做功率传感元件,热变电阻值的温度系数较大。被测旗子暗记的功率被热变电阻接管后产生热量,使其自身温度升高,电阻值发生显著变革,利用电阻电桥丈量电阻值的变革,显示功率值。
量热式功率计范例的热效应功率表:这类功率表紧张是利用隔热负载接管高频旗子暗记功率,使负载的温度升高,再利用热电偶元件丈量负载的温度变革量,根据产生的热量打算高频功率值。
2、功率测试须要设备
须要一个可程控互换电源供应器或一个自耦变压器、一个电子负载,以及一个瓦特表和两个数字万用表(个中最好有一个高精度数字万用表,用来丈量电流)或者四个数字万用表(个中,一个为真有效值、高精度万用表,用来丈量输入电流;一个为高精度万用表,用来丈量输出电流)。
把稳:在利用万用表时,须要根据要丈量的电压和电流值将万用表设置在得当的量程内,这一点非常主要!
直流输出功率仅即是电压与电流的乘积,只需两个万用表即可丈量出大小。我们将用一个高精度万用表来丈量输出到负载的电流,用一个标准万用表来丈量电源的输出电压。由于互换系统中电压与电流之间存在相位角,因此不能大略地将RMS输入电压与RMS输入电流相乘来打算输入功率。只有电源花费的有功功率(P)才是必须考虑的。而返回到电源的无功功率Q,则不应考虑进来。
瓦特表的优点是可以准确丈量输入功率,缘故原由在于它能自动校正功率因数。如果没有瓦特表,则可利用两个万用表来丈量输入电压和电流。但是,这种替代性方法与利用瓦特表比较,丈量结果的准确性不高,并且还须要对待测电源进行断路。
直接将电压表跨接到电路板输出端,并与电子负载连接。丈量输出端电压时,会不计与负载相连的电缆上的压降。在有些运用中,比如手机充电器或条记本电脑适配器中,必须打算电缆中的损耗,此时须要从负载丈量输出电压。然后将高精度电流表与负载串联,丈量输出电流。
五、连接输出万用表
直接将电压表跨接到电路板输出端,并与电子负载连接。丈量输出端电压时,会不计与负载相连的电缆上的压降。在有些运用中,比如手机充电器或条记本电脑适配器中,必须打算电缆中的损耗,此时须要从负载丈量输出电压,然后将高精度电流表与负载串联,丈量输出电流。
六、互换接通把稳事变
如果利用的器件采取开/关掌握方案,在检测输入电压下快速装上电源,使输出达到满载,这时就可以丈量出最差情形下的效率。
不过,在大容量电容充电时,装上电源会产生非常大的浪涌电流。如果输入电流表设置为低量程,这会导致个中的保险丝熔断。
如果采取四个万用表的方法,须要把稳以下几点:
● 利用电流档时,需将万用表串联在电路中,把稳电流流向;利用电压档时,则是并联,把稳正负极。
● 利用电流档时,一开始要用安培档,若是显示位数不足精确时,再改换至毫安档进行测试。用毫安档进行测试的情形下,调高负载电流时,要把稳是否超过毫安档量程(一样平常在400mA)。若是欠妥心超过量程,会导致万用表内保险丝烧毁,改换保险丝后,才能连续利用毫安档进行测试。
● 两个电压表都接在板端,且连接线只管即便短。不要接在电源端和负载端去读取数据,这样会较多地计入连接线上的产生的损耗,影响测试结果。
● 若想用电子负载直接读取输出部分的数据,可以用圆环连接线,圆环端直接焊在demo板上,另一端连接至电子负载。这样测试产生的损耗比直接用夹子连接产生的少。但一样平常还是会比用万用表测得的效率低些。
● 若是碰着超过万用表量程的情形,可以用电子负载读数,也可以用量程范围较大的功率计直接丈量输出功率。







