DC/DC模塊電源的測試和測試注意點
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當用戶需求到一款電源，那么就需要對這款電源的主要參數(shù)進行測試以評估此款電源的優(yōu)劣。
對于DC/DC電源來說，電源的主要參數(shù)有輸出電壓偏差、線性穩(wěn)定率、負載穩(wěn)定率、轉換效率、輸出紋波和噪音、短路過流保護性能、容性負載、動態(tài)響應、工作溫度等。下面將對以上電源的主要參數(shù)進行一個簡要的說明和對相關的測試方法進行介紹。
輸出電壓偏差：是指產品在標稱的輸入電壓和標稱的負載下測試得到的實際輸出電壓與其標稱電壓的比值。具體的計算公式為：S=(V1-V0)/V0*100%，式中V1表示實際輸出電壓，V0表示標稱的輸出電壓。例如：一款標稱輸入為5V輸出為5V/200mA產品，在5V輸入電壓輸出負載為200mA下，測的其輸出電壓為5.03V。那么根據公式：S=(V1-V0)/V0*100%=(5.03V-5V)/5V*100%=0.6%，所以此款電源的輸出電壓偏差為0.6%。輸出電壓偏差越小，說明電源的輸出電壓越接近標稱電壓。一般廠家都會在其規(guī)格書中注明電源輸出電壓的偏差值，例如，某款電源的輸出電壓偏差注明為：±2%，假如其輸出電壓標稱是5V，那么此款電源的輸出電壓范圍為4.9V-5.1V。
線性穩(wěn)定率：線性穩(wěn)定率表征的是產品在規(guī)定的條件下，輸入電壓變化時輸出電壓的變動情況。此值越小，說明電源在輸入電壓變化時輸出電壓變動越小，也說明電源越穩(wěn)定。具體的方法為：在輸出設定為滿負載的條件下，輸入電壓設定為電源規(guī)定的最高輸入電壓，測試其輸出電壓V高的值 。然后，輸入電壓設定為電源規(guī)定的中間輸入電壓測試其輸出電壓V中的值。再設定輸入電壓為電源規(guī)定的最低輸入電壓測試其輸出電壓V低，的值。最后根據公式：Line=[(V高 -V低 ) /V中]/0.2算出L ine值，另外要指出的是此公式針對的是我司定電壓輸入非穩(wěn)壓輸出的產品。對于穩(wěn)壓產品則要使用：Line=（V高 -V低 ) / V中公式進行計算。例如一款：輸入為4.5V-5.5V，輸出為5V/200mA定電壓非穩(wěn)壓產品。在負載設定為200mA，輸入電壓設定為5.5V時，測試的其輸出電壓V高=5.56V；輸入電壓設定為5 V時，測試的其輸出電壓V中=5.03V，輸入電壓設定為4.5V時，測試的其輸出電壓V低=4.45V。那么根據公式Line=[(V高 -V低 ) /V中]/0.2=[ (5.56V-4.45V) /5.03V ]/0.2=1.11。此值說明此款電源在輸入電壓變化1%時，輸出電壓將跟隨變化1.11%。
負載穩(wěn)定率：負載穩(wěn)定率表征的是產品的輸出電壓在輸入電壓不變負載變動時，輸出電壓的變化情況。此值越小，說明負載變動時輸出電壓變化越小，也說明電源的負載穩(wěn)定率越好。具體的測試方法為：設定輸入電壓為標稱的輸入電壓，輸出負載為滿載，此時測試輸出電壓V滿 的值。然后設定負載為輕載，測試輸出電壓V輕 的值。最后根據公式：Load=[（V滿 - V輕 ）/ V滿] *100%即可算出其負載穩(wěn)定率。例如一款：輸入為4.5V-5.5V，輸出為5V/200mA定電壓非穩(wěn)壓產品。設定輸入電壓為5V輸出為滿載，測試得到V滿=5.03V，然后再設定輸出負載為滿載的20%，測試得到V低=5.13V。最后根據公式可以算出其負載穩(wěn)定率為：Load=[（V滿 - V輕 ）/ V滿] *100%=[（5.03V-5.13V）/5.03V ]*100%=1.98%。加載測試的電阻取值:電阻的功率不能低于電源模塊的標稱功率,建議值為標稱功率的2倍,電阻R的取值計算公式: R=Vout*Vout/Pout
比如輸入5V，輸出5V/50mA，那么根據公式：R=5V*5V/0.25=100Ω；要是進行輕載測試，電阻R的取值計算公式: R=Vout*Vout/Pout*0.2 那么根據公式：R=5V*5V/0.25*0.2=20Ω
轉換效率：轉換效率是指輸出功率和輸入功率之間的比值，計算公式：ŋ=[Vout*Iout/Vin*Iin]*100%。比值越大，說明產品的效率越高。效率是電源的性能的一個重要指標之一。
輸出紋波和噪音：由于開關電源的功率管是工作在開關狀態(tài)，把直流輸入切換成脈動狀態(tài)，所以會在輸出端產生紋波和噪音。開關電源產生的紋波和噪音有可能會干擾系統(tǒng)正常工作的，所以必須要把它控制在一定值內。故輸出紋波和噪音是越小越好，也是評價一款電源性能好壞的重要指標之一。紋波和噪音的測試方法主要有兩種，一種是雙絞線法，另外一種是靠接法。以上兩種測試方法在操作上比較煩瑣，但所測試的結果比較準確。下面推薦一種比較實用的測試方法，測試結果相對沒有那么準確，但所得數(shù)據有很好的參考價值。因為采用此方法測試的值都比實際值大，故當用此法測試的值符合要求的的話，那么在實際的值更符合要求了。具體測試接線如下圖：
圖一
圖一實際上也是一個電源廠家測試DC/DC模塊的一個常用的測試接線，前面所述的電源參數(shù)都可以通過這個測試接線得到實際的測試值。紋波和噪音的具體測試方法是：首先根據電源的型號，設定輸入電源的電壓為電源的標稱值，再設定負載為標稱值，最后合上開關S，調整示波器并設定示波器的帶寬為20M。讀取所顯示的值，此值即是電源的輸出紋波和噪音。另外測試需要注意的是注意區(qū)分電源的輸出紋波和噪音，一般示波器顯示的比較亮的信號為紋波，顯示的信號比較細長的均為噪音。噪音是電源輸出的高頻分量，測試時容易受環(huán)境的干擾，故通常不計入只做參考用。
短路過流保護性能：短路和過流保護是指當負載過重或短路時，電源能夠自我限制輸出，從而保護負載的安全。短路和過流保護功能是用戶可以根據實際的需要來選擇的，是電源的一個高級功能。短路和過流保護的測試接線如圖一所示，具體測試方法是：設定輸入電源電壓為待測模塊的標稱值，然后短路負載端。最后讀取輸入電流表的值，此值即為短路輸入電流，短路輸入電流越小越好。過流測試方法：同樣的設定輸入電源電壓為待測模塊的標稱值，從標稱負載開始不斷加大負載，同時觀察輸入電流表的輸入電流值的變化情況，當加到某個負載值，輸入電流表的值不再上升時即為電源輸出電流的過流點。
容性負載：電源的容性負載是評價電源帶容性負載的能力。具體測試方法如下：按照下圖測試接線，設定輸入電源電壓為待測模塊的標稱電壓，負載設定為標稱值。先預加一定的容值，按下開關，觀察待測電源能否正常啟動工作。如果可以就繼續(xù)加大容值，重復以上測試，直到電源不能啟動為止，此時的值即為待測模塊的容性負載值。
動態(tài)響應：動態(tài)響應是評價電源對負載變動時的響應能力。按照圖一接線，設定輸入電源電壓為待測模塊的標稱電壓，負載設定和規(guī)格定義如下兩個表：
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負載1(H) |
100% Load |
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負載2(L) |
50% Load |
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負載1時間設定(T1) |
1 mS |
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負載2時間設定(T2) |
1 mS |
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上升電流斜率 |
0.8A/uS |
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下降電流斜率 |
0.8A/uS |
負載設定表一
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恢復時間 Recovery time |
恢復電壓 Deviation |
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輸出電壓 |
規(guī)格 |
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規(guī)格1﹕250uS Max. |
3.3V |
6% |
196mV |
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5V |
300mV |
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規(guī)格2﹕300uS Max. |
12V |
2% |
240mV |
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15V |
300mV |
規(guī)格定義表二
負載設定和接線接好后，按下開關就可以通過調整示波器測量得到待測模塊的值，然后按照規(guī)格定義表二對照實測值看是否超出規(guī)格，恢復電壓越小，說明待測模塊的動態(tài)響應越好。
工作溫度：是表示產品能夠正常工作的溫度范圍，溫度范圍越寬，說明產品的溫度適應性越好。一般DC/DC模塊的工作溫度等級分為三級，分別是商用級（0~40 ℃）、工業(yè)級（-40~+85 ℃））、軍用級（-40~+125 ℃）。我司的DC/DC常規(guī)的模塊均為工業(yè)用等級，在工業(yè)應用中具有良好的溫度適應性。
