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电源效率测量有妙招
万用表方法
使用万用表时,可以在二极管整流器级将交流电转换为直流电之后来测量输入功率,从而避开功率因数的影响。为提高测量准确性,必须将直流总线级之前的元件中的损耗计算在内。二极管整流桥通常是输入级中损耗最大的元件,因为在最差情况下每个二极管中的压降可达到0.9伏。对于阻抗或压降非常大且可测量的其它元件,使用这种方法也可以计算出其损耗大小。
连接万用表
断开整流桥与大容量电容C2 之间的直流总线。断开大容量电容后面的直流总线后,需要用万用表来测量电源的高频开关电流,而万用表无法对此进行准确测量。然后,焊接两条可用来连接万用表和电路的导线。连接一个真有效值、高精度万用表组,测量断路上的电流。使用另一个万用表组测量电压,将它分别连接到直流正极和大容量电容的负极。
测试程序
打开交流电源供应器,缓慢将电压调高到所需的检测电压。将电源的负载增加到满载。将输入电流表设置到最高电流量程。然后切断交流输入电压,重新快速装上电源。在本演示中,电源仍提供4.97 伏电压,4.008 安电流和19.92 瓦输出功率。在输入端,直流总线电压为151.6 伏,输入电流为0.166 安。输入功率计算如下:交流输入损耗
现在,必须将整流桥的功率损耗计算在内:
功率损耗估计值 = 最差情况下的二极管总压降 输入电流
= 1.8 V 0.166 A
= 0.299 W
因此,总输入功率 = 25.1656 W + 0.299 W
= 25.46 W
采用这种测量方法,可计算得出电源效率:= 78.2%
与使用瓦特表测量计算得出的77.3%相比,我们可以看出,用四个万用表进行测量,最后的误差为0.9%。
提高准确度
我们可以通过调整输入功率来提高这种测量方法的准确度,在计算时,除二极管整流桥的损耗外,还应将其他输入级元件,如浪涌限制器、共模扼流圈和数字万用表的电流检测元件的损耗包括在内。要计算这些损耗,需要测量各元件在正常工作情况下的压降,然后用该压降值乘以测得的输入电流。将这些损耗计算在内,将会增大总输入功率并降低计算得出的效率。
不过,用这种方法测得的结果始终不会像用瓦特表测量输入功率一样准确。测量一系列输入及输出值,确定损耗原因电源效率与输入电压和输出负载有关。*估电源时,通常需要在几个不同的输入电压水平下测量效率,以便更好地判断出电路中的损耗究竟在何处。把得出的结果绘制在图表中,说明满载条件下效率与输入电压的关系。
导通损耗对效率的影响 开关损耗对效率的影响
低输入电压下效率下降,这通常是由于电路中的阻性元件产生的导通损耗造成的。这些损耗之所以会在低输入电压下增加,是因为需要较高的电流来维持相同的输出功率。而高输入电压下的效率下降,通常是由于开关损耗造成的。这些损耗来自寄生电容。在高输入电压下损耗增加,是因为寄生电容会在更高的电压下充放电。确定损耗原因并采取纠正措施后,将会得到以下曲线图。设计良好的电源的效率与输入电压的关系。
来源:维库开发网
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