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开关电源电路测试:如何测BUCK电路效率?

pecron 来源:电路一点通 2023-05-28 11:03 次阅读
效率是电源测试中十分常见的测试项,高效的电源表现是众多厂家一直追求的目标。在芯片规格书中,一般会提供几种常见输入输出应用下的效率曲线。当我们实际的应用范围与规格书上不同,或者在demo板的基础上我们进行了其他改动时,就需要重新进行效率测试。本文就来讲一讲如何进行效率测试以及一些注意事项。欢迎指正与补充。

1. 测量值根据效率的计算公式可知

dfbbeba4-fcbf-11ed-90ce-dac502259ad0.png

在测效率时,需要测得Vin、Vout、Iin、Iout这四个值(或者Pout和Pin),进行计算,即可得到最终结果。2. 四表法最常见的效率测量方式是四表法,即用四个万用表来测得以上四各参数。常见的万用表都是同时具有电流档和电压档的。连接示意图如下:

dfcb75e2-fcbf-11ed-90ce-dac502259ad0.jpg

tips:
  • 使用电流档时,需将万用表串联在电路中,注意电流流向;使用电压档时,则是并联,注意正负极。
  • 使用电流档时,一开始要用安培档,若是显示位数不够精确时,再更换至毫安档进行测试。用毫安档进行测试的情况下,调高负载电流时,要注意是否超过毫安档量程(一般在400mA)。若是不小心超过量程,会导致万用表内保险丝烧毁,更换保险丝后,才能继续使用毫安档进行测试。
  • 两个电压表都接在板端,且连接线尽量短。不要接在电源端和负载端去读取数据,这样会较多地计入连接线上的产生的损耗,影响测试结果。
  • 若想用电子负载直接读取输出部分的数据,可以用圆环连接线,圆环端直接焊在demo板上,另一端连接至电子负载。这样测试产生的损耗比直接用夹子连接产生的少。但一般还是会比用万用表测得的效率低些。
  • 若是遇到超过万用表量程的情况,可以用电子负载读数,也可以用量程范围较大的功率计直接测量输出功率。
3. 测试步骤以简单的BUCK电路为例,效率测试的步骤大致如下:(1 确定需要测试的条件:输入输出电压以及输出电流。在轻载电流部分,需要多取几个点;重载部分,取点间隔可以稍大。例如,Iout=0-6A,测试点可取:0A, 0.1A, 0.3A, 0.5A, 0.8A, 1A, 1.5A, 2A, 2.5A, 3A, 3.5A, 4A, 4.5A, 5A, 5.5A, 6A。(2 确认测试板在测试条件下工作正常,输入输出电压正确,观察SW波形,在轻载和重载时SW波形都正常,无啸叫和异常发热。(3 断电,按照上述示意图,将四个万用表接入电路,电流表置于安培档位。连接完成后,重新上电。(4 上电后,即可按照测试条件,慢慢调整负载电流,需要等万用表上数值稳定后,再记录测试数据。输入电压可能会随着负载电流的上升有所下降,低于测试条件。此时,需要适当抬高输入电压,尽量保持测试输入电压的万用表上的数据与测试条件一致。4. 报告形式除了将测试到的Vin Vout Iin Iout 填入表格,得到相应的计算结果。为了更直观地表现结果并与其他芯片做对比,一般会画出效率曲线。如下图,是MP4581在Vin=24V/36V/48V, Vout=12V, Iout=1mA-800mA情况下测得的效率结果:

dfde5964-fcbf-11ed-90ce-dac502259ad0.jpg

dff4fcf0-fcbf-11ed-90ce-dac502259ad0.jpg

e00eefb6-fcbf-11ed-90ce-dac502259ad0.jpg

一般DCDC电源的效率在轻载时较低,最高效率点出现在较重载的时候。效率曲线较为平滑,如果画出的效率曲线出现突然上冲或者下落的点,可以重新测试那一点的效率,确认数据的正确性。

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原文标题:开关电源电路测试:如何测BUCK电路效率?

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