- 電源電壓/電流特性分析 -

分析電壓/電流特性的意義

電源在工作過程中，電網供電的電壓和頻率波動，輸入電流的浪涌沖擊，負載的變化等都會對電源的工作狀態以及使用壽命產生影響。因此正確地分析電源的電壓/電流特性是電源品質以及過載能力評估的關鍵，也是我們標定電源規格指標的最重要參考依據。

電壓/電流相關測試項目及內容

不同類型的電源其電壓/電流特性分析內容多有出入，以下幾項測試在電源特性分析中被普遍采用，也是作為評價電源品質高低的重要依據：

輸入電流與浪涌、輸出紋波噪聲、電壓調整率、負載調整率、輸出電壓過沖、輸出電壓上升及下降時間等測試項目。

輸入電流與浪涌測試

浪涌電流是指電氣設備在接通瞬間的電流特性，對供電網絡及用電設備的安全都很重要。在電源接通瞬間超限的浪涌電流，有可能導致熔斷絲燒斷或者合閘開關觸點燒壞，整流橋過流損壞等危害。因此，通過測量浪涌電流，可以確認流過各元器件的電流是否設計允許值。另外，在設計開關電源時，通常會通過測量I2t( 最大電流平方x 時間) 來選擇合適的熔斷器。

測試內容：

輸入電壓為額定輸入電壓范圍(通常定義為100V-240V Vac/50-60Hz)。

輸出負載產品的額定滿載測試。

被測品在冷機時取AC相位90°或360°送電時的電流值。

紋波與噪聲

紋波指的是直流電壓中包含周期性交流成分，而更多情況下周期性的紋波夾雜隨機性的噪聲疊加在直流信號中，有可能對電路產生不良的影響。

干凈的電源是電路穩定工作的前提，因此紋波和噪聲的測量在開關電源設計和改良中顯得尤為重要，成為電源品質高低的一項判斷依據。

目前測量紋波和噪聲電壓是利用寬頻帶示波器來測量的方法，它能精準地測出紋波和噪聲電壓值。

測紋波和噪聲電壓的要求如下：要防止環境的電磁場干擾(EMI) 侵入，使輸出的噪聲電壓不受EMI 的影響；要防止負載電路中可能產生的EMI 干擾；對小型開關型模塊電源，由于內部無輸出電容或輸出電容較小，所以在測量時要加上適當的輸出電容。

對策如下：

電壓調整率/負載調整率

電壓調整率又稱為源效應或電網調整率，是指電源帶一定負載時輸出電壓隨輸入AC 電壓變化率。考察的是輸入交流電網電壓在一定范圍內變動時，電源輸出電壓不能有太大的跳動。一般定在±2% ~ ±5%。電源在輸入電壓變化時提供穩定輸出電壓的能力。

負載調整率又稱負載效應，是指輸出電壓隨負載變化的波動，條件是輸入為額定電壓。電源負載的變化會引起電源輸出的變化, 負載增加, 輸出降低, 相反負載減少, 輸出升高。好的電源負載變化引起的輸出變化減到最低, 通常指標為3%~5%。

測試方法:

1. 依規格設定測試負載LOAD 條件。

2. 依據規格設定輸入電壓AC LINE 和頻率FREQUENCY值。

3. 記錄待測品輸出電壓值是否在規格內。

輸出電壓上升及下降時間測試

電源的上升和下降時間是表征電源特性很重要的一個參數，且不同的行業對于電源模塊的上升和下降時間需求也是不同的。

如PC電腦，為了保持斷電后數據有時間存儲，也就是常說的hold up時間，所以供電電源的電壓下降時間不能過快。而LED driver電源則無此要求，要求下降時間快，因此上升時間和下降時間是作為電源產業標準測試中必須提供的規格。通常定義從10%爬升到90%額定電壓為電源的上升時間，下降時間同理為從90%-10%。

測試方法:

1. 依規格設定測試輸入電壓AC LINE 和頻率FREQUENCY 值。

2. 操控電源開關，切換輸入狀態。

3. 記錄并測量輸出電壓的上升/ 下降時間。

以上能效電源的電壓和電流，橫河提供完成的測試方案，包括儀器和相應的軟件，詳情請咨詢橫河的測量專家。