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電源效率測量有妙招

作者: 時間:2013-01-22 來源:網(wǎng)絡 收藏

本文將向大家介紹開關電源轉換效率的兩種不同方法。第一種方法使用一個瓦特表和兩個萬用表;第二種方法介紹在沒有瓦特表的情況下如何進行,但不夠精確。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/199885.htm

所需設備

1. 一個可程控交流電源供應器或一個自耦變壓器

2. 一個電子負載

3. 一個瓦特表和兩個數(shù)字萬用表(其中最好有一個高精度數(shù)字萬用表,用來電流)或者四個數(shù)字萬用表(其中,一個為真有效值、高精度萬用表,用來測量輸入電流;一個為高精度萬用表,用來測量輸出電流)

注釋:在使用萬用表時,您需要根據(jù)要測量的電壓和電流值將萬用表設置在合適的量程內,這一點非常重要。

直流輸出功率僅等于電壓與電流的乘積,只需兩個萬用表即可測量出大小。我們將用一個高精度萬用表來測量輸出到負載的電流,用一個標準萬用表來測量電源的輸出電壓。由于交流系統(tǒng)中電壓與電流之間存在相位角,因此不能簡單地將RMS 輸入電壓與RMS 輸入電流相乘來計算輸入功率。只有電源消耗的有功功率(P)才是必須考慮的。而返回到電源的無功功率Q,則不應考慮進來。

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瓦特表的優(yōu)點是可以準確測量輸入功率,原因在于它能自動校正功率因數(shù)。如果沒有瓦特表,則可使用兩個萬用表來測量輸入電壓和電流。但這種替代性方法與使用瓦特表相比,測量結果的準確性不高,并且還需要對待測電源進行斷路。

直接將電壓表跨接到電路板輸出端,并與電子負載連接。測量輸出端電壓時,會不計與負載相連的電纜上的壓降。在有些應用中,比如手機充電器或筆記本電腦適配器中,必須計算電纜中的損耗,此時需要從負載測量輸出電壓。然后將高精度電流表與負載串聯(lián),測量輸出電流。

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交流接通注意事項

如果使用的器件采用開/關控制方案,在檢測輸入電壓下快速裝上電源,使輸出達到滿載,這時就可以測量出最差情況下的效率。不過,在大容量電容充電時,裝上電源會產生非常大的浪涌電流。如果輸入電流表設置為低量程,這會導致其中的保險絲熔斷。

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針對不同 SMPS控制方案的建議交流接通程序

如果采用四個萬用表的方法,在低輸入電壓和最高負載下快速裝上電源后,首先應測量電源的浪涌電流。然后查閱萬用表的數(shù)據(jù)手冊,確認它是否能夠在高輸入電壓下承載如此高的峰值電流。對于所有其它控制方案,接通方法將不會影響效率的測量,建議在檢測時緩慢調高交流電壓,以便限制浪涌電流。

瓦特表方法

將瓦特表連接到電源輸入端,將顯示屏設置為平均模式,以便獲得較穩(wěn)定的讀數(shù)。接通交流輸入電壓,將它緩慢調高到所需的檢測電壓。將您電源的負載增加到滿載。然后關斷電源,將它重新快速裝回,繼續(xù)完成測量。在本演示中,電源輸出端儀表的測量結果為4.97 伏和4.005 安。電子負載的電壓讀數(shù)為4.48 伏。這是由于輸出電纜和萬用表電壓檢測元件上出現(xiàn)了490 mV 的壓降,從而突現(xiàn)了測量電源輸出端電壓的重要性。因此,輸出功率 = 4.97 V 4.005 A = 19.90 瓦。瓦特表讀數(shù)顯示輸入功率為25.76 瓦。因此, = 19.90 瓦/25.76 瓦 = 77.3%。

萬用表方法

使用萬用表時,可以在二極管整流器級將交流電轉換為直流電之后來測量輸入功率,從而避開功率因數(shù)的影響。為提高測量準確性,必須將直流總線級之前的元件中的損耗計算在內。二極管整流橋通常是輸入級中損耗最大的元件,因為在最差情況下每個二極管中的壓降可達到0.9伏。對于阻抗或壓降非常大且可測量的其它元件,使用這種方法也可以計算出其損耗大小。

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關鍵詞: 電源效率 測量

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