電源測(cè)試：效率測(cè)量

作者:Bob Hanrahan德州儀器模擬應(yīng)用工程師

作為一名模擬現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程師，我的使命是幫助客戶解決系統(tǒng)問題。有時(shí)這些系統(tǒng)問題可能會(huì)追溯到電源上。去年 3 個(gè)月內(nèi)，我曾在不同的客戶那里遇到了 3 種不同的系統(tǒng)問題，問題的根源均與電源設(shè)計(jì)問題直接相關(guān)。系統(tǒng)已經(jīng)投產(chǎn)，但卻出現(xiàn)了間歇性的現(xiàn)場(chǎng)故障。對(duì)于每種情況，我都發(fā)現(xiàn)需要對(duì)電源做少量修改，而這些修改工作本可以在系統(tǒng)投產(chǎn)前輕易找到并進(jìn)行的。

我覺得最有意思的是，由于軟件設(shè)計(jì)工具的進(jìn)步，客戶越來越信任沒有經(jīng)過任何工作臺(tái)測(cè)試（曾經(jīng)的基本操作步驟）的電源設(shè)計(jì)。據(jù)我觀察，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員僅將仿真結(jié)果作為設(shè)計(jì)穩(wěn)健性的佐證，甚至沒花時(shí)間對(duì)電源進(jìn)行實(shí)際工作臺(tái)測(cè)試。通過以上觀察結(jié)果以及許多設(shè)計(jì)人員從未有過工作臺(tái)測(cè)試經(jīng)驗(yàn)的這一事實(shí)，我清楚地認(rèn)識(shí)到有必要寫一篇專題報(bào)道。我有時(shí)也會(huì)思考這種局面與當(dāng)下大學(xué)教育-重軟件工具、輕實(shí)踐設(shè)計(jì)及測(cè)試這個(gè)問題到底有多大關(guān)系？不過這是我在后續(xù)博客中將要探討的話題。

如此說來，為什么電源測(cè)試如此重要？

如上所述，如果電源未經(jīng)全面測(cè)試，可能會(huì)讓系統(tǒng)工作在邊緣狀態(tài)。一旦系統(tǒng)部署到位并在不同環(huán)境中工作，邊緣設(shè)計(jì)就會(huì)導(dǎo)致多種系統(tǒng)故障。在未經(jīng)全面測(cè)試和／或分析的系統(tǒng)，其組件會(huì)隨時(shí)間發(fā)生細(xì)微變化，久而久之出現(xiàn)系統(tǒng)故障。

下面是一個(gè)用于精確測(cè)量效率的簡單流程：

1. 在將直流電源接入電源電路之前，設(shè)置正確的輸入電壓，并檢驗(yàn)極性是否正確。
2. 將電壓表連接到靠近輸入／輸出連接器的電源輸入／輸出端。
3. 請(qǐng)參閱前面的說明，將電流表連接到電源的輸入／輸出端。
4. 將電子負(fù)載連接到輸出端，并將其設(shè)置為想要觀察的最低值。
5. 開啟輸入電壓并進(jìn)行設(shè)置，以通過電源輸入端精確提供額定輸入電壓。重點(diǎn)：輸入電壓的精度應(yīng)保持在幾毫伏之內(nèi)以確?？傮w精度。同時(shí)需要在每次負(fù)載改變后加以調(diào)整。
6. 記錄輸出電壓以及輸入／輸出電流。按第 5 步調(diào)整輸入電壓。
7. 每隔一定時(shí)間增加負(fù)載，直到負(fù)載達(dá)到 100% 或以上。測(cè)試時(shí)使負(fù)載達(dá)到最大負(fù)載的 1.1 倍或更高，有助于掌握工作裕量。
8. 繪制輸出／輸入功率（100%）曲線，體現(xiàn)不同負(fù)載下的峰值效率（圖 3）。