博計(jì)電源供應(yīng)器的功能及保護(hù)測試

功能測試

保護(hù)動作測試

過電壓保護(hù)(OVP) 

1.1.輸出電壓調(diào)整

於製造交換式電源供應(yīng)器時(shí)，第一個(gè)測試步驟為將輸出電壓調(diào)整至規(guī)格範(fàn)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(shí)，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(fàn)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(shí)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(fù)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(fù)載狀況下熱機(jī)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(fù)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(fàn)圍內(nèi)。

1.3.負(fù)載調(diào)整率

負(fù)載調(diào)整率的定義為電源供應(yīng)器於輸出負(fù)載電流變化時(shí)，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(fù)載狀況下熱機(jī)穩(wěn)定後，測量正常負(fù)載下之輸出電壓值，再分別於低(Min)、高(Max)負(fù)載下，測量並記錄其輸出電壓值(分別為Vmax與Vmin)，負(fù)載調(diào)整率通常以正常之固定輸入電壓下，由負(fù)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：

1.5.輸出雜訊(PARD)

輸出雜訊(PARD)係指於輸入電壓與輸出負(fù)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(jī)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(shí)，電子負(fù)載必須具備較待測電源供應(yīng)器為低的 PARD值，同時(shí)測量電路必須有良好的隔離處理及阻抗匹配，為避免導(dǎo)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(diǎn)上。 博計(jì)的 3310 / 3320 系列與3600A之電子負(fù)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(dāng)輸入電流波形與電壓波形*相同時(shí)，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(yàn)証，若效率超過規(guī)定範(fàn)圍，即表示設(shè)計(jì)或零件材料上有問題出現(xiàn)，效率太低時(shí)，會導(dǎo)致散熱增加而影響其使用壽命。 

1.7.動態(tài)負(fù)載或暫態(tài)負(fù)載 

一個(gè)定電壓輸出的電源供應(yīng)器，於設(shè)計(jì)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(shí)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(fù)載電流變化時(shí)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(shí)超180度時(shí)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(shí)際工作時(shí)的負(fù)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(fù)載測試對電源供應(yīng)器而言是極為重要的。電子負(fù)載可用來模擬電源供應(yīng)器實(shí)際工作時(shí)最惡劣的負(fù)載情況，如負(fù)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(fù)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(xiàng)測試。

博計(jì)的3310系列電子負(fù)載能夠模擬各種高/低負(fù)載週期，上升/下降電流斜率及高 /低負(fù)載電流，能夠測試出電源供應(yīng)器對動態(tài)負(fù)載下的反應(yīng)能力。

電源供應(yīng)器的電源良好時(shí)間為從輸出電壓穩(wěn)定時(shí)到 PGS 信號由 "0" 變?yōu)?1" 的時(shí)間，一般值為 100ms 到 2000ms 之間，電源供應(yīng)器的電源失效時(shí)間為從 PGS 信號由"1" 變?yōu)?"0" 時(shí)到輸出電壓低於穩(wěn)壓範(fàn)圍的時(shí)間，一般值為1ms以上。博計(jì)的3600A可直接測量 POWER GOOD 及 POWER FAIL 的時(shí)間。

博計(jì)的3600A具備測試啟動時(shí)間與保持時(shí)間之能力。並可設(shè)定上下限範(fàn)圍，做檢測時(shí)，能判別合格與否。

2. 保護(hù)測試

2.1.過電壓保護(hù)(OVP)測試

當(dāng)電源供應(yīng)器的輸出電壓超過其最大的限定電壓時(shí)，會將其輸出能力關(guān)閉SHUTDOWN，稱為過電壓保護(hù)。 

博計(jì)的3600A配合選用配備5030時(shí)，可直接對電源供應(yīng)器模擬OVP發(fā)生狀況，進(jìn)而測試電源供應(yīng)器的反應(yīng)是為將其輸出關(guān)閉，同時(shí)可設(shè)定上下限範(fàn)圍，於檢測時(shí)，能判別合格與否。

2.2.過電流保護(hù)OCP測試

當(dāng)電源供應(yīng)器的輸出電流超過額定時(shí)，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(fù)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(fù)載電流時(shí)，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(hù)測試是驗(yàn)証當(dāng)上述任一種狀況發(fā)生時(shí)電源供應(yīng)器能否正確地反應(yīng)。博計(jì)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(shí)，負(fù)載電流能夠預(yù)先設(shè)定的負(fù)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(hù)測試

當(dāng)電源供應(yīng)器的輸出短路時(shí)，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(hù)測試是驗(yàn)証當(dāng)輸出短路時(shí)，電源供應(yīng)器能否正確地反應(yīng)。

博計(jì)的3600A及3310/3320系列電子負(fù)載均有短路測試鍵可模擬短路負(fù)載，可以直接測量其短路時(shí)之輸出電壓及電流。