正確的測試ACDC電路的效率的方法

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。