1. 前言
AC/DC是開關(guān)電源的其中一類。AC 是交流電 Alternating Current,一般指大小和方向隨時間作周期性變化的電壓或電流。它的最基本的形式是正弦電流。DC 是直流電 Direct Current,是指方向和時間不作周期性變化的電流,但電流大小可能不固定,又稱恒定電流。該類電源也稱一次電源——AC是交流,DC是直流,經(jīng)過高壓整流濾波得到一個直流高壓,供DC/DC變換器在輸出端獲得一個或幾個穩(wěn)定的直流電壓。
其中效率是AC/DC 電源最關(guān)鍵的一個標(biāo)準(zhǔn),好的效率在一定程度上可以降低電源的自身功耗和發(fā)熱量。有了像 UCC28780 這樣的高效控制器,現(xiàn)在了解如何進行符合監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)的正確效率測量比以往任何時候都重要。在這篇文章中,我們將討論如何正確連接和測量 AC/DC 電源效率。
2.建立合適的測試條件
效率測量的好壞取決于建立它們的連接。為了使效率測量盡可能準(zhǔn)確,第一步是確保沒有不必要的設(shè)備/電路連接到電路板上,例如示波器連接器或效率測量測試本身不需要的其他儀表。如果存在無法移除的連接耗電,則需要在測量或計算中注明其功耗,不可忽略。這在低負載和待機電源中至關(guān)重要,在這種情況下,任何外部連接都會對效率測量產(chǎn)生更大的影響。
下一步是放置探頭進行測量。一種選擇是將探頭盡可能靠近輸出,例如在輸出電容器上或 UCC28780 評估模塊 (EVM) 中跳線 J6 的引腳上,如圖 1 所示。但是,如果電源具有固定電纜,您應(yīng)該從固定電纜的末端而不是直接從輸出測量。以這種方式連接可確保正確的開爾文連接并提供高精度測量。
圖 1:用于效率測量的 UCC28780EVM 連接圖
現(xiàn)在讓我們轉(zhuǎn)到 AC/DC 轉(zhuǎn)換器效率測量的輸入端。需要專用的功率計,因為在輸出側(cè)使用的兩個萬用表設(shè)置對于輸入而言不準(zhǔn)確,因為萬用表不會像功率計那樣考慮諧波含量。與輸出類似,您的目標(biāo)仍然是將測量探針盡可能靠近電路板的輸入。輸入和輸出連接如圖 2 所示,與圖 1 的配色方案相匹配。
圖 2:用于效率測量的探頭連接
正確的測試程序:
按照規(guī)范對電源效率進行正確測量,并將在其他資源中進行鏈接。以下是執(zhí)行準(zhǔn)確效率測量的步驟:
· 打開具有高線電壓(歐洲為 230AC/50Hz 或美國為 115AC/60Hz)和 100% 負載的交流電源。讓被測設(shè)備運行至少 30 分鐘,以確保電路板已預(yù)熱并穩(wěn)定進行測量。
· 如果交流輸入功率與觀察到的最大功率值的偏差/漂移不超過 5%,則被測單元被認(rèn)為是穩(wěn)定的。
· 如果五分鐘后交流輸入電源不穩(wěn)定,請繼續(xù)以五分鐘為周期監(jiān)測輸入電源,直到讀數(shù)穩(wěn)定。
· 如果經(jīng)過多次等待后輸入功率不穩(wěn)定,請遵循國際電工委員會(IEC)62301 標(biāo)準(zhǔn)測試程序,該程序規(guī)定測量平均功率,或從平均能量測量中得出功率。
· 在初始預(yù)熱期之后,在 100% 負載下進行第一次測量。在評估電源的穩(wěn)定性之前,使用交流功率計監(jiān)測輸入功率 5 分鐘。
· 其余負載條件依次為 75%、50%、25%、10% 和 0% 負載。您只需要 30 分鐘的預(yù)熱時間,因此這些后續(xù)測量只需至少 5 分鐘即可變得足夠穩(wěn)定以記錄測量結(jié)果。
測試過程如下所示:
1. 在滿載、230VAC/50Hz 或 115VAC/60Hz 下預(yù)熱被測設(shè)備 30 分鐘。
2. 評估裝置的穩(wěn)定性,如果穩(wěn)定則進行測量。
a. 如果不穩(wěn)定,繼續(xù)監(jiān)測輸出直到穩(wěn)定。
b. 將負載降至 75%;監(jiān)測五分鐘以評估穩(wěn)定性,然后進行測量。
c. 將負載降至 50%;監(jiān)測五分鐘以評估穩(wěn)定性,然后進行測量。
d. 將負載降至 25%;監(jiān)測五分鐘以評估穩(wěn)定性,然后進行測量。
e. 將負載降至 10%;監(jiān)測五分鐘以評估穩(wěn)定性,然后進行測量。
f. 將負載降至 0%;監(jiān)測五分鐘以評估穩(wěn)定性,然后進行測量。
圖 3 以流程圖的形式概括了測試程序。
圖 3 效率測量程序
3.結(jié)論:
工程師可以通過多種方式測試事物。隨著該行業(yè)不斷推動電源效率越來越高,掌握一致的測試環(huán)境和程序是什么樣的非常重要。
我們分別研究了準(zhǔn)諧振和 LLC 諧振轉(zhuǎn)換器的電路圖和框圖。準(zhǔn)諧振轉(zhuǎn)換器電路圖看起來與反激式轉(zhuǎn)換器非常相似,只是有一個檢測電路來幫助確定電壓最小值的時序。
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