本文通过实测的方式为大家展示一些DCDC隔离电源的测试方法。
DC-DC隔离电源测试方法包括多个方面,主要是为了确保电源的性能、效率和安全性。以下是一些常见的测试方法和步骤:
1. 输入和输出电压测试
2. 负载测试
- 目的:验证电源在不同负载条件下的性能。
- 方法:
- 使用可调负载,逐步增加负载,从零负载到最大额定负载。
- 记录输出电压和电流变化,观察输出的稳定性。
3. 效率测试
- 目的:评估电源的能量转换效率。
- 方法:
- 测量输入功率(输入电压 × 输入电流)。
- 测量输出功率(输出电压 × 输出电流)。
- 计算效率:效率 = (输出功率 / 输入功率) × 100%。
4. 纹波和噪声测试
- 目的:评估输出电压的纹波和噪声水平。
- 方法:
- 使用示波器测量输出端的电压波形,观察并记录纹波电压的峰峰值和频率成分。
5. 温升测试
- 目的:检查电源在工作过程中的温升情况。
- 方法:
- 在满载情况下运行电源,使用温度计或热成像仪测量电源不同部位的温度,确保不会超过规定的温度范围。
6. 绝缘测试
- 目的:确保输入和输出之间的绝缘性能良好。
- 方法:
- 使用绝缘测试仪测量输入端与输出端之间的绝缘电阻,通常要求在特定条件下(例如500V直流下)绝缘电阻应大于一定值。
7. 短路和过载保护测试
- 目的:验证电源在短路或过载情况下的保护功能。
- 方法:
- 模拟短路条件,观察电源是否能及时切断输出。
- 逐步增加负载至超过额定值,确保电源能够在过载情况下保护自身。
8. EMI/EMC测试
- 目的:测试电源的电磁干扰和抗干扰能力。
- 方法:
- 根据相关标准(如CISPR)进行辐射和传导干扰测试,确保电源符合EMI/EMC要求。
9. 老化测试
- 目的:评估电源长期使用的稳定性。
- 方法:
- 在高温、高湿和高负载条件下进行长时间测试,观察电源性能变化。
10.开关机测试
目的:评估电源开机过程中输出电压质量。
方法:在常温下、进行满载、半载、空载、输入全电压范围内的开关测试,并纪录下其输出电压的变化。
11.动态性能测试
目的:评估电源在输出负载跳变过程中输出电压质量。
方法:利用电子负载的动态测试功能进行测试,并纪录下其输出电压的变化。
除此之外还有容性负载,欠压保护,短路保护功能,白盒性能的各项目测试。
注意事项
- 在进行所有测试时,务必遵循安全操作规程,确保设备和人员的安全。
- 记录每次测试的数据,以便后续分析和对比。
通过上述测试方法,可以全面评估DC-DC隔离电源的性能和可靠性。
下面就通过实测操的方式来测试一款型号为URB2405S-6WR3的隔离电流模块,生产厂家是深圳市利华鸿电子科技有限公司。对以上步聚进行一一说明。
待测产品的外观及尺寸如下图所示:
![wKgaomaoeuyAF-0sAAIv3gFPySw795.png](https://file1.elecfans.com/web2/M00/00/45/wKgaomaoeuyAF-0sAAIv3gFPySw795.png)
本次测示所用到的设备包括如下:电源IT6720 电子负载IT8511A+ 示波器KEYSIGHT MSOX2024A热成像仪:HIKMICRO H10 实验箱:WBE-SGD-80LA 电流探头:HCP8030耐压测试仪:EXTECH 7162。
一个开关电源的测试指标有几十项,本次测试方法介绍常的技术参数测试的操作方法。通过这些常规的,基本参数测试大体上就能判断所测的电源产品的性能是否良好了。
先上个测试电路基本框架图:如下图所示,一般采用开尔文连接方接入电流和电压表。这样可以避免线损带来的测试误差。
![wKgaomaofEuAJPZWAABxaf1c-lc163.png](https://file1.elecfans.com/web2/M00/00/46/wKgaomaofEuAJPZWAABxaf1c-lc163.png)
效率测试:
为最基本的参数测试,通过图1的接线方式调节输入电压从9到36V,负载为满载1.2A电流值,电子负载设置为CC模式。读出电流电压参数值再通过计算就能得到相应的效率实测值了~
注意事项:要注意输入电源的电流限制功能,测试时要把限流值调至大于规格书的提供的输入电流值两倍以上。否则容易在起机时触发其限流值。
满载效率测试:
VIN(V) | 9 | 12 | 18 | 24 | 30 | 36 |
Iin (mA) | 834 | 609 | 399 | 299 | 242 | 204 |
VOUT(V) | 5.02 | 5.02 | 5.03 | 5.03 | 5.03 | 5.03 |
IO(mA) | 1197 | 1197 | 1197 | 1197 | 1197 | 1197 |
η(%) | 80.05 | 82.22 | 83.83 | 83.9 | 82.93 | 81.98 |
空载待机电流测试
VIN(V) | 9 | 12 | 18 | 24 | 30 | 36 |
Iin (mA) | 7.64 | 6.23 | 4.83 | 4.13 | 3.71 | 3.45 |
VOUT(V) | 5.04 | 5.04 | 5.05 | 5.05 | 5.05 | 5.05 |
评价:上面两个表格的数据是实测要品的数据,通过测试数据可以看到,其产品效率是比较高的,比一般常规的URB2405S-1WR3灌封类的产品要高4个百点。
负载测试:
测试方法:选取最低,典型值 、最高输入电压三个输入电压点。按图1接线方式;调节不同输入负载电压时记录下对应的输入电流及其输入电压。如下表所示。
VIN(V) | 24VDC | |||||
Iin (mA) | 5.04 | 35.9 | 67.7 | 130.5 | 245 | 299 |
VOUT(V) | 5.04 | 5.02 | 5.02 | 5.03 | 5.03 | 5.03 |
IO(mA) | 0 | 120 | 240 | 480 | 960 | 1197 |
η(%) | / | 69.9 | 74.1 | 77.1 | 82.1 | 83.9 |
评价:上表为产品实测的技术测试纪录,从数据中可以看到,该产品有良好的效率曲线。
纹波&噪声测试
测试方法:按图1接线,观测不同负载下示波器上的显示的电压值,示波器带宽需限制为20MHz。 另外很多同类型的产品要求采用平衡线测试方法,这种方法在作者看来可以大幅减小测试量的纹波噪声值,在作为产品性能评估时不推荐使用。本次的产品测试只在测试架的输出端接入一个1uF/25V的MCLL电容,材质为X7R.。按其规格书推荐电路接入一个LC滤波电路。如果不接,输出电容值会比实际值要大一些。
测试纪录:
![]() | ![]() | ![]() |
VIN= 9 V(100%LOAD) | VIN=24 V(100%LOAD) | VIN= 36 V(100%LOAD) |
![]() | ![]() | ![]() |
VIN= 9 V(0%LOAD) | VIN= 24 V(0%LOAD) | VIN=36 V(0%LOAD) |
评价:上表为产品实测的技术测试纪录,从数据中可以看到,该产品的输出纹波噪声在同类型产品中还是比较小的。
产品温升测试
- 目的:检查电源在工作过程中的温升情况。
- 注意事项:测试前需要待电源满载运行半个小时以上再进行测试。
- 方法:在满载情况下运行电源,使用温度计或热成像仪测量电源不同部位的温度,确保不会超过规定的温度范围。
以下是该产品的测试热成像图片,从图中可以看到其发热较严重的是集成IC器件,最高温度为85.5度。在低压输入时所测得。
![]() | ![]() | ![]() |
VIN= 9 V(100%负载) | VIN= 24 V(100%负载) | VIN= 36 V(100%负载) |
评价:这种开板的电源产品局部温升会比较大,这一点不如灌封的产品,因此在选型时需要依据电源的工作环境温度及降额来进行估。该电源产品在降额使用时,器件温升将大幅下降。
开关机测试
目的:评估电源开机过程中输出电压质量。
方法:在常温下、进行满载、半载、空载、输入全电压范围内的开关测试,并纪录下其输出电压的变化。
开机波型
![]() | ![]() | ![]() |
VIN= 9 V(100%LOAD) | VIN= 24 V(100%LOAD) | VIN= 36V(100%LOAD) |
![]() | ![]() | ![]() |
VIN= 9 V(0%LOAD) | VIN= 24 V(0%LOAD) | VIN= 36 V(0%LOAD) |
关机波型
![]() | ![]() | ![]() |
VIN= 9 V(100%LOAD) | VIN= 24 V(100%LOAD) | VIN= 36V(100%LOAD) |
![]() | ![]() | ![]() |
VIN= 9 V(0%LOAD) | VIN= 24 V(0%LOAD) | VIN= 36 V(0%LOAD) |
评价:从上面的测试纪录,可以看到,该产品开关输出电压质量还是比较高的。
过载保护测试
目的:验证电源在短路或过载情况下的保护功能。
方法:接线图1逐步增加负载至超过额定值,确保电源能够在过载情况下保护自身。为了能准确测试出该产品过载电流值,有条件的话可以借助电流探头来观察。
![]() | ![]() | ![]() |
VIN= 9 V(1.8A) | VIN= 24 V( 2.4A ) | VIN= 36V( 2.5A ) |
评价:该产品的过流点设置比较大,能适应较大的瞬时负载需求。
动态性能测试
目的:评估电源在输出负载跳变过程中输出电压质量。
方法:利用电子负载的动态测试功能进行测试,并纪录下其输出电压的变化。一般按其规格书的指标要求进行25%的负载跳变测试。
电子负载动态设置:负载电流变化率1A/uS。
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VIN= 9V(75%-100%负载跳变) | VIN= 24 V(75%-100%负载跳变) | VIN= 36 V(75%-100%负载跳变) |
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VIN=9 V(25%-50%负载跳变) | VIN= 24 V(25%-50%负载跳变) | VIN= 36 V(25%-50%负载跳变) |
评价:该产品动态性能较良好,与同类型产品相比,基本一致。
除此之外还有容性负载,欠压保护,短路保护功能,白盒性能的各项目测试,及其他测试方式,待一下期更新。
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