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博計電源供應(yīng)器的功能及保護測試
博計電源供應(yīng)器的功能及保護測試
功能測試
保護動作測試
過電壓保護(OVP)
1.1.輸出電壓調(diào)整
於製造交換式電源供應(yīng)器時,，第一個測試步驟為將輸出電壓調(diào)整至規(guī)格範圍內(nèi)。此步驟完成後才能確保後繼的規(guī)格能夠符合,。通常,，做輸出電壓調(diào)整時，將輸入交流電壓設(shè)定為正常值(115Vac或230Vac),，並且將輸出電流設(shè)定為正常值或滿載電流,，然後以數(shù)位電壓錶測量電源供應(yīng)器的輸出電壓值並調(diào)整其電位器(VR)直到電壓讀值位於要求之範圍內(nèi)。
1.2.電源調(diào)整率
電源調(diào)整率的定義為電源供應(yīng)器於輸入電壓變化時提供其穩(wěn)定輸出電壓的能力,。為精確測量電源調(diào)整率,，需要下列之設(shè)備：
D.連接至待測物輸出的可變負載,。 通常測試設(shè)備之連接如下圖所示
測試步驟如下,，於待測電源供應(yīng)器以正常輸入電壓及負載狀況下熱機穩(wěn)定後，分別於Min(低),，Normal(通常),，和Max(高)輸入電壓下測量並記錄其輸出電壓值。電源調(diào)整率通常以一正常之固定負載 (Nominal Load)下,，由輸入電壓變化所造成其輸出電壓偏差率(deviation)的百分比,，如下列公式所示：
電源調(diào)整率亦可用下列方式表示之：於輸入電壓變化下，其輸出電壓之偏差量須於規(guī)定之上下限範圍內(nèi),。
1.3.負載調(diào)整率
負載調(diào)整率的定義為電源供應(yīng)器於輸出負載電流變化時,，提供其穩(wěn)定輸出電壓的能力。
所需的設(shè)備和連接與電源調(diào)整率相似,，不同的是需要精密的電流錶與待測電源供應(yīng)器的輸出串聯(lián),。如下圖所示：
測試步驟如下，於待測電源供應(yīng)器以正常輸入電壓及負載狀況下熱機穩(wěn)定後,，測量正常負載下之輸出電壓值,，再分別於低(Min)、高(Max)負載下,，測量並記錄其輸出電壓值(分別為Vmax與Vmin),，負載調(diào)整率通常以正常之固定輸入電壓下，由負載電流變化所造成其輸出電壓偏差率的百分比,，如下列公式所示：
負載調(diào)整率亦可用下列方式表示： 1.4.綜合調(diào)整率 綜合調(diào)整率的定義為電源供應(yīng)器於輸入電壓與輸出負載電流變化時,，提供其穩(wěn)定輸出電壓的能力,。這是電源調(diào)整率與負載調(diào)整率的綜合，此項測試可提供對電源供應(yīng)器於改變輸入電壓與負載狀況下更正確的性能驗証,。綜合調(diào)整率用下列方式表示：於輸入電壓與輸出負載電流變化下,，其輸出電壓之偏差量須於規(guī)定之上下限電壓範圍內(nèi)。 |
1.5.輸出雜訊(PARD)
輸出雜訊(PARD)係指於輸入電壓與輸出負載電流均不變的情況下,，其平均直流輸出電壓上的週期性與隨機性偏差量的電壓值,。通常以 mVp-p峰對峰值電壓來表示，又一般的交換式電源供應(yīng)器的規(guī)格均以輸出直流輸出電壓的1％以內(nèi)為輸出雜訊之規(guī)格,，其頻寬為 20Hz到 20MHZ,。例如5V輸出,，其輸出雜訊要求為50mV以內(nèi)。輸出雜訊是表示在經(jīng)過穩(wěn)壓及濾波後的直流輸出電壓上所有不需要的交流及雜訊部份,。
在測量輸出雜訊時,，電子負載必須具備較待測電源供應(yīng)器為低的 PARD值，同時測量電路必須有良好的隔離處理及阻抗匹配,，為避免導線上產(chǎn)生不必要的振鈴和駐波,。一般都採用雙同軸電纜並以 50Ω 於其端點上。 博計的 3310 / 3320 系列與3600A之電子負載具備低 PARD值,，又 4030 雜訊電錶 3600A均可一次測量4輸出之雜訊值,。
1.6.輸入功率與效率
1.6.1.電源供應(yīng)器的輸入功率之定義為以下之公式
即為對一週期內(nèi)其輸入電壓與電流乘積之積分值，需注意的是 而是其中P.F.為功率因素 (Power Factor),，通常電源供應(yīng)器的功率因素在 0.6～0.7左右,，而大功率之電源供應(yīng)器具備功率因素校正器者，其功率因素通常大於0.95,，當輸入電流波形與電壓波形*相同時,，功率因素為1，並依其不相同之程度,，其功率因素為1～0之間,。
1.6.2.電源供應(yīng)器的效率之定義為：
即為輸出直流功率之總和與輸入功率之比值。通常 PC 用電源供應(yīng)器之效率為60%～70%左右,。效率提供對電源供應(yīng)器正確工作的驗証,，若效率超過規(guī)定範圍，即表示設(shè)計或零件材料上有問題出現(xiàn),，效率太低時,，會導致散熱增加而影響其使用壽命。
1.7.動態(tài)負載或暫態(tài)負載
一個定電壓輸出的電源供應(yīng)器，於設(shè)計中具備回授控制迴路,，能夠?qū)⑵漭敵鲭妷哼B繼不斷地維持穩(wěn)定的輸出電壓,。由於實際上回授控制迴路有一定的頻寬，因此限制了電源供應(yīng)器對負載電流變化時的反應(yīng),。若控制迴路輸入與輸出之相移於增益(UNITY GAIN)為1時超180度時電源供應(yīng)器便會呈現(xiàn)不穩(wěn)定,、失控及振盪之現(xiàn)象,。實際工作時的負載電流也是動態(tài)變化的而不是始終維持不變 (例如硬碟、軟碟,、CPU或RAM動作等),，因此動態(tài)負載測試對電源供應(yīng)器而言是極為重要的。電子負載可用來模擬電源供應(yīng)器實際工作時最惡劣的負載情況,，如負載電流迅速上升,、下降之斜率、週期等,，若電源供應(yīng)器在惡列負載狀況下,，仍能夠維持穩(wěn)定的輸出電壓不產(chǎn)上過高(OVERSHOOT)或過低(UNDERSHOOT)情形則通過此項測試。
博計的3310系列電子負載能夠模擬各種高/低負載週期,，上升/下降電流斜率及高 /低負載電流,，能夠測試出電源供應(yīng)器對動態(tài)負載下的反應(yīng)能力。
電源供應(yīng)器的電源良好時間為從輸出電壓穩(wěn)定時到 PGS 信號由 "0" 變?yōu)?1" 的時間,，一般值為 100ms 到 2000ms 之間,，電源供應(yīng)器的電源失效時間為從 PGS 信號由"1" 變?yōu)?"0" 時到輸出電壓低於穩(wěn)壓範圍的時間，一般值為1ms以上,。博計的3600A可直接測量 POWER GOOD 及 POWER FAIL 的時間,。
博計的3600A具備測試啟動時間與保持時間之能力。並可設(shè)定上下限範圍,，做檢測時,，能判別合格與否。
2. 保護測試
2.1.過電壓保護(OVP)測試
當電源供應(yīng)器的輸出電壓超過其最大的限定電壓時,，會將其輸出能力關(guān)閉SHUTDOWN,，稱為過電壓保護。
博計的3600A配合選用配備5030時，可直接對電源供應(yīng)器模擬OVP發(fā)生狀況,，進而測試電源供應(yīng)器的反應(yīng)是為將其輸出關(guān)閉,，同時可設(shè)定上下限範圍，於檢測時,，能判別合格與否,。
2.2.過電流保護OCP測試
當電源供應(yīng)器的輸出電流超過額定時，則電源供應(yīng)器應(yīng)該限制其輸出電流或關(guān)閉其輸出,，以避免負載電流過大而損壞,。又若電源供應(yīng)器之內(nèi)部零件損壞而造成較正常大的負載電流時，則電源供應(yīng)器也應(yīng)該關(guān)閉其輸出,，以避免損壞,。過電流保護測試是驗証當上述任一種狀況發(fā)生時電源供應(yīng)器能否正確地反應(yīng)。博計的 3600A能夠模擬並測試電源供應(yīng)器之輸出過電流狀況,，測試時,，負載電流能夠預先設(shè)定的負載電流值開始上升，直到電源供應(yīng)器的輸出電壓低於所設(shè)定的臨界電壓值為止,。
2.3.短路保護測試
當電源供應(yīng)器的輸出短路時,，則電源供應(yīng)器應(yīng)該限制其輸出電流或官關(guān)閉其輸出，以避免損壞,，短路保護測試是驗証當輸出短路時,，電源供應(yīng)器能否正確地反應(yīng)。
博計的3600A及3310/3320系列電子負載均有短路測試鍵可模擬短路負載,，可以直接測量其短路時之輸出電壓及電流,。