1、電源指標(biāo)參數(shù)及測試方法,北京化工大學(xué)電力電子實驗室 崔玉龍,電源參數(shù)指標(biāo)及測試方法,穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo) 動態(tài)性能指標(biāo) 抗干擾（電磁兼容）性能指標(biāo) 交流穩(wěn)壓電源的其他項目 集成穩(wěn)壓器的主要技術(shù)參數(shù) 補充概念 電源性能基本參數(shù)的測試方法,穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo),1.1 源電壓范圍 交流穩(wěn)壓電源并不是在任何交流電壓輸入的情況 下都能使輸出電壓穩(wěn)定，而是有一個適應(yīng)范圍， 一般情況下要求輸入電壓在額定值的-15%+10% 范圍內(nèi)變化，也有的要求適應(yīng)范圍更大一些。,穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo),1.1 源電壓范圍 源電壓范圍的測試條件：除電源以外的其他量應(yīng) 符合基準(zhǔn)條件。被測電源輸出電壓的變化量應(yīng)滿 足源電壓效應(yīng)，被測的量是源電壓的最低

2、值與最 高值,穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo),1.2 源電壓效應(yīng) 輸入電壓的變化而引起輸出量變化的效應(yīng)，除了 源電壓以外的其他量應(yīng)該符合基準(zhǔn)條件的，改變 量是源電壓，被測量是輸出電壓的穩(wěn)態(tài)值。 輸出電壓的最大變化量 輸出電壓往上或往下調(diào)節(jié)時，變化的最大值 輸出電壓額定值,穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo),1.3 負載效應(yīng)（負載調(diào)整率） 僅由負載的變化引起輸出量變化的效應(yīng)。改變量 是負載，被測量是輸出電壓的穩(wěn)態(tài)值，負載電流 取050%、50%100%（由小到大，再由大到 小），測試輸出電壓的變化量。 其中 為由于負載的變化引起輸出電壓變化的最 大值，這個值越小越好，是衡量交流穩(wěn)壓電源性 能的一個重要指標(biāo)。,穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo),1.4 輸出

3、電壓相對諧波含量 輸出電壓相對諧波含量（亦稱失真度）定義為諧 波含量的有效值與非正弦周期函數(shù)的總有效值之 比，當(dāng)負載為額定值情況下，源電壓的失真度應(yīng) 小于3%，在源電壓為最低值、額定值和最高值時 測量輸出電壓的失真度，取其最大者。這個值也 是越小越好。,穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo),1.5 效率 這也是交流穩(wěn)壓電源的一項重要指標(biāo)，定義為是 所有的影響量均在基準(zhǔn)條件下，輸出的有功功率 與輸入的有功功率 之比（百分數(shù)），即：,穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo),1.5 效率 當(dāng)輸入和輸出電壓、電流為正弦波時，也可定義 如下： 輸出電壓、電流的有效值及二者相位差。 輸入電壓、電流的有效值及二者相位差。 電源整機的效率當(dāng)然是越高越好，效率

4、較高時表 示節(jié)約電能，還可以較少機內(nèi)溫升，從而提高電 源設(shè)備的工作可靠性。,穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo),1.6 負載功率因數(shù) 交流穩(wěn)壓電源，一般都用伏安或者千伏安值來表 示，原因是負載中除純電阻性負載外，還有感性 和容性負載，即負載中除有功功率外，還有無功 功率。這個指標(biāo)反映了交流穩(wěn)壓電源帶感性及容 性負載的能力。,穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo),1.6 負載功率因數(shù) P用功功率 ， Q無功功率， 輸出電壓與電流之間的相位差 負載功率因數(shù)小些好，表示電源設(shè)備適應(yīng)點抗性 負載的能力較強。,動態(tài)性能指標(biāo),動態(tài)性能（亦稱瞬變性能）反映輸入電壓或負載 電流突然變化時（含往上和往下階躍），輸出電 壓的響應(yīng)程度。,動態(tài)性能指標(biāo),2.1

5、源電源階躍性能指標(biāo)的測量 突然改變源電源（一般由額定值突升5%10%和突降5%10%），觀察輸出電壓的最大過沖幅值和瞬態(tài)總恢復(fù)時間（亦稱響應(yīng)時間）。 過沖幅值是由輸出電壓額定值（一般觀察峰值點）至上沖總量的差值（取絕對值），此值越小越好，一般交流穩(wěn)壓電源不應(yīng)超過40V。 總恢復(fù)時間是指從階躍量作用時刻算起至輸出電壓峰值恢復(fù)到額定情況為止的時間。此值越小越好，一般交流穩(wěn)壓電源不應(yīng)超過200ms.,動態(tài)性能指標(biāo),2.2 負載階躍性能指標(biāo)的測量 突然改變負載電流（一般由輸出電流額定值的30%50%突升和突降，再做額定值的 80%100%的突升和突降。為了簡單起見，也 可以做由空載至半截的突升和突降后

6、再做半載至滿載的突升和突降），觀察輸出電壓的最大過沖幅值和總恢復(fù)時間。 過沖幅值及恢復(fù)時間計算方法與電壓階躍情況相同，一般交流穩(wěn)壓電源的要求值，也分為40V和20ms.,抗干擾（電磁兼容）性能指標(biāo),3.1 電源靜態(tài)敏感度試驗 使輸入電源電壓從比額定值高10%瞬變到高 30%，然后從比額定值低10%瞬變到低30%，在 次瞬變過程中，被試電源設(shè)備的性能允許暫時地 降低，但在瞬變過程結(jié)束后經(jīng)過30s工作，應(yīng)能自 行恢復(fù)到符合技術(shù)條件所需要的正常工作狀態(tài)。,抗干擾（電磁兼容）性能指標(biāo),3.2 傳導(dǎo)干擾試驗 使電源設(shè)備工作在額定條件下，利用電磁干擾測 量儀進行測試。 。,抗干擾（電磁兼容）性能指標(biāo),3.

7、3 重復(fù)脈沖敏感度試驗 重復(fù)脈沖敏感度（亦稱尖峰干擾抑制能力）試驗利用尖峰干擾模擬器進行測試。 一般情況下，以1KW負載為測試條件（低于1KW的產(chǎn)品取標(biāo)稱功率），以疊加在輸入電源上的電壓為5004000V、寬度為10s的尖峰脈沖進行測試。觀察被測電源設(shè)備輸出端的殘余脈沖電壓，用對應(yīng)輸入尖峰脈沖的開路電壓值 （或衰減比）來表示。,抗干擾（電磁兼容）性能指標(biāo),3.4 電源快速瞬變脈沖群敏感度試驗 電源快速瞬變脈沖群敏感度試驗（亦稱脈沖串） 利用脈沖群干擾模擬器進行測試，要求脈沖群持 續(xù)時間為15ms，周期為300ms，脈沖群中的單個 脈沖寬度為50s，脈沖幅值為5004000V。,抗干擾（電磁兼容

8、）性能指標(biāo),3.5 電源靜態(tài)敏感度試驗 使輸入電源電壓從比額定值高10%瞬變到高 30%，然后從比額定值低10%瞬變到低30%， 在此瞬變過程中，被試電源設(shè)備的性能允許 暫時地降低，但在瞬變過程結(jié)束后經(jīng)過30s 工作，應(yīng)能自行恢復(fù)到符合技術(shù)條件所需要 的正常工作狀態(tài)。,交流穩(wěn)壓電源的其他項目,4.1 安全指標(biāo) 一般有絕緣電阻、耐壓、泄露電流3個項目，各項 目的測試應(yīng)采用專用儀器，還有發(fā)熱、爬電距離 及電氣間隙等項。,交流穩(wěn)壓電源的其他項目,4.2 可靠性指標(biāo) 可靠性指標(biāo)用平均無故障時間MTBF（亦稱平均 故障間隔時間）來表示，它有專門的試驗和計算 方法。,交流穩(wěn)壓電源的其他項目,4.3 環(huán)境指

9、標(biāo) 包括溫度、濕度、振動、沖擊、運輸?shù)软椖吭?驗。,交流穩(wěn)壓電源的其他項目,4.4 其他指標(biāo) 各種保護、報警顯示、監(jiān)控以及過載能力、工作 海拔高度、外形尺寸、質(zhì)量等項目。,集成穩(wěn)壓器的主要技術(shù)參數(shù),5.1 電壓調(diào)整率（線性調(diào)整率） 當(dāng)負載不變、輸入電壓 變化時，維持輸出電壓 不變的能力叫電壓調(diào)整率。常用的是單位輸出電 壓下的輸出電壓 的變化量 與輸入電壓 的 變化率之比 ，百分比屬表示為：,集成穩(wěn)壓器的主要技術(shù)參數(shù),5.2 電流調(diào)整率（負載調(diào)整率） 當(dāng)輸入電壓保持不變而負載電流 在規(guī)定范圍內(nèi) 變化，輸出電壓相對變化的百分比。,集成穩(wěn)壓器的主要技術(shù)參數(shù),5.3 紋波抑制比 當(dāng)直流輸入和輸出條件保

10、持不變，測得輸入紋波 電壓峰值 與輸出紋波電壓峰值 之比分貝 數(shù)。,集成穩(wěn)壓器的主要技術(shù)參數(shù),5.4 紋波電流或電壓 紋波電流或電壓是指的電流的中的高次諧波成 分，會帶來電流或電壓幅值的變化,可能導(dǎo)致?lián)?穿，由于是交流成分，會在電容上發(fā)生耗散，如 果電流的紋波成分過大，超過了電容的最大容許 紋波電流，會導(dǎo)致電容燒毀。,集成穩(wěn)壓器的主要技術(shù)參數(shù),5.5 紋波系數(shù) 紋波系數(shù)，簡單的說，就是直流電壓中的交流成 分的峰峰值。,集成穩(wěn)壓器的主要技術(shù)參數(shù),5.6 輸出噪聲電壓 穩(wěn)壓集成電路內(nèi)部的電路如基準(zhǔn)電源、誤差放大 器等的噪聲會從穩(wěn)壓集成電路的輸出端輸出。在 規(guī)定的直流輸入電壓下，其輸出噪聲電壓的均方

11、 根值即為輸出噪聲電壓。,集成穩(wěn)壓器的主要技術(shù)參數(shù),5.7 輸出阻抗 單位負載電流變化引起所引起的輸出電壓的變化 量即為輸出阻抗。,集成穩(wěn)壓器的主要技術(shù)參數(shù),5.8 輸出電壓溫度系統(tǒng) 表示穩(wěn)壓電路隨環(huán)境溫度變化時輸出電壓變化情 況。定義為在工作溫度范圍內(nèi)，當(dāng)輸入電壓和負 載電流保持不變時，單位溫度變化引起的輸出電 壓變化量。,集成穩(wěn)壓器的主要技術(shù)參數(shù),5.9 最大輸入電壓 能夠保證穩(wěn)壓電路能夠安全工作的最大輸入電壓 瞬時值。,集成穩(wěn)壓器的主要技術(shù)參數(shù),5.10 輸出電壓 對固定穩(wěn)壓電路為額定的輸出電壓值。對可調(diào)穩(wěn) 壓器有一個輸出電壓范圍；其最小輸出電壓一般 等于其基準(zhǔn)電壓值，最大輸出電壓則等于

12、穩(wěn)壓電 路最大輸入電壓減去它的最小輸入的電壓差。,集成穩(wěn)壓器的主要技術(shù)參數(shù),5.11 輸出電壓偏差 對固定輸出穩(wěn)壓電路，其輸出電壓與固定標(biāo)稱值 之間的偏差，其偏差應(yīng)在允許范圍內(nèi)。,集成穩(wěn)壓器的主要技術(shù)參數(shù),5.12 最小輸入電壓 能保證穩(wěn)壓電路輸出電壓穩(wěn)定的最小輸入電壓 值。,集成穩(wěn)壓器的主要技術(shù)參數(shù),5.13 靜態(tài)電流 和靜態(tài)電流變化量 輸入電源電壓下，維持集成穩(wěn)壓電路內(nèi)部電路正 常的工作電流稱為靜態(tài)電流。該電流隨輸入電壓 變化或輸出電流變化而變化，此變化量稱為靜態(tài) 電流變化量。,集成穩(wěn)壓器的主要技術(shù)參數(shù),5.14 最大輸出電流 穩(wěn)壓器能保持輸出電壓不變的最大輸出電流。,集成穩(wěn)壓器的主要技術(shù)

13、參數(shù),5.15 調(diào)整端電流 和調(diào)整端電流變化量 可調(diào)集成穩(wěn)壓電路特有的工作參數(shù)。,集成穩(wěn)壓器的主要技術(shù)參數(shù),5.16 最大輸入輸出電壓差 能夠保證穩(wěn)壓器正常工作的最大的輸入電壓與輸 出電壓之間的差。,集成穩(wěn)壓器的主要技術(shù)參數(shù),5.17 最小輸出負載電流 有些集成穩(wěn)壓電路要穩(wěn)定工作就必須有一個最小 負載電流流出，有些集成穩(wěn)壓器則不需要。,集成穩(wěn)壓器的主要技術(shù)參數(shù),5.18 最大耗散功率 穩(wěn)壓電路正常工作時所能承受的最大功耗，其功 耗由穩(wěn)壓電路的內(nèi)部功耗和調(diào)整管的功耗兩部分 組成。,補充概念,6.1 漏電流 流經(jīng)輸入側(cè)地線的電流，從安全考慮規(guī)定為 0.51mA,補充概念,6.2 紋波 紋波是直流穩(wěn)

14、壓電源輸出端呈現(xiàn)交流成分的分 量，用峰-峰值表示，一般為輸出電壓的0.5%以 內(nèi)。噪聲是輸出端呈現(xiàn)的除紋波以外頻率的分 量，也用峰-峰值表示，一般為輸出電壓的1%。 當(dāng)噪聲與紋波沒有明確區(qū)分時，應(yīng)該規(guī)定紋波與 噪聲的總合成值。多數(shù)場合中規(guī)定紋波與噪聲的 總合成值為輸出電壓的2%以內(nèi)。,補充概念,6.3 線路調(diào)整率 輸入電壓的波動范圍與輸出電壓的波動范圍之 比，隨著技術(shù)的發(fā)展，線路調(diào)整率不斷提高，電 源對電網(wǎng)的適應(yīng)能力很重要，尤其是現(xiàn)在我國的 電網(wǎng)相對來說還不太穩(wěn)定，有時電網(wǎng)電壓會有較 大波動。,補充概念,6.4 過電流保護 輸出短路或過載時對電源或負載進行的保護，即 為過電流保護。過電流的設(shè)定

15、值一般為額定電流 的110%130%。但在不損壞電源與負載的前提 下，不規(guī)定短路保護時的電流值的情況也很多， 這種情況下電路一般為自動恢復(fù)型。,補充概念,6.5 過電壓保護 當(dāng)輸出端出現(xiàn)過大電壓時對負載進行保護的功 能。過電壓保護值一般規(guī)定為額定輸出電壓的 130%150%。發(fā)生過電壓時應(yīng)使開關(guān)電源停止 工作，并斷開輸出。一般可通過再接通輸入電源 或加復(fù)位信號，使開關(guān)電源恢復(fù)正常工作狀態(tài)。,補充概念,6.6 欠壓保護 當(dāng)輸出電壓低于規(guī)定值時為保護負載誤動作，電 壓監(jiān)測電路發(fā)出電源停止工作信號，并發(fā)出報警 信號。,補充概念,6.7 過熱保護 因電源內(nèi)部異常或使用方法不當(dāng)而使電源溫升超 過規(guī)定值時

16、，使電源停止工作，并發(fā)出警報信 號，同時進行強制冷風(fēng)；當(dāng)冷卻功能異常，部件 溫度超過規(guī)定使用部件最高溫度時電源關(guān)閉。,補充概念,6.8 電磁傳導(dǎo)干擾（EMI） 任何一個合格的電器產(chǎn)品，都要對電磁傳導(dǎo)干擾 作一定的處理。這里包含兩個方面的內(nèi)容：一是 防止外部電磁干擾的侵入，以免影響自身的工 作；二是保證產(chǎn)品本身的電磁諧波不外泄到電網(wǎng) 和周圍環(huán)境，以免影響其他電器的正常工作。,電源性能基本參數(shù)的測試方法,7.1 交流穩(wěn)壓電源性能指標(biāo)的測試方法 7.1.1 輸入電壓范圍測試 7.1.2 負載效應(yīng)測試 7.1.3 源電壓效應(yīng)測試 7.1.4 失真度測試 7.2 直流電源性能指標(biāo)的測試方法 7.2.1

17、源效應(yīng)測試 7.3 開關(guān)電源的紋波與噪聲的測試方法 7.4 溫度穩(wěn)定性 7.5 其他性能指標(biāo)的測試方法,7.1交流穩(wěn)壓電源性能指標(biāo)的測試方法,7.1.1 輸入電壓范圍測試 交流穩(wěn)壓電源輸入電壓從最小值（下限值）到最 大值（上限值）之間的范圍，通常用額定輸入電 壓的百分數(shù)表示，在該范圍內(nèi)穩(wěn)壓電源應(yīng)能保證 輸出額定電壓。 測試電路如圖2.1 表示,7.1 電源性能基本參數(shù)的測試方法,7.1交流穩(wěn)壓電源性能指標(biāo)的測試方法,7.1.1 輸入電壓范圍測試 測試說明和要求 調(diào)節(jié)交流調(diào)壓器使交流穩(wěn)壓電源的輸入和輸出電壓均為額定值。 向低端調(diào)交流調(diào)壓器的輸出電壓，交流穩(wěn)壓電源的輸出電壓應(yīng)為額定值；繼續(xù)降低交流

18、調(diào)壓器的輸出電壓，直到交流電源輸出電壓剛剛偏離穩(wěn)壓精度要求的電壓值，此時，交流調(diào)壓器的輸出電壓即為交流電源輸入電壓范圍的下限值。 向高端調(diào)交流調(diào)壓器的輸出電壓，重讀2的過程，確定交流穩(wěn)壓電源輸入電壓范圍的上限值。上、下限值之間的范圍，即為交流穩(wěn)壓電源輸入電壓范圍。,7.1 交流穩(wěn)壓電源性能指標(biāo)的測試方法,7.1.2 負載效應(yīng)測試 交流穩(wěn)壓電源輸入電壓從最小值（下限值）到最 大值（上限值）之間的范圍，通常用額定輸入電 壓的百分數(shù)表示，在該范圍內(nèi)穩(wěn)壓電源應(yīng)能保證 輸出額定電壓。,7.1交流穩(wěn)壓電源性能指標(biāo)的測試方法,7.1.2 負載效應(yīng)測試 測試電路 測試電路如圖2.2所示。因測量輸出電壓為穩(wěn)定值

19、，故圖中 N為準(zhǔn)確度較高（與要求的測量精度相適應(yīng)）的交流電壓 表。為了避免與負載相接的導(dǎo)線上的壓降影響測量的結(jié)果 ，電壓表應(yīng)以四端接法接到穩(wěn)壓電源的輸出端。四端接法 只有在高精度電壓表中才出現(xiàn)，是為了消除線路接觸電阻 及輸出線上壓降的影響而采用特殊的電壓表進行測量的方 法。這種電壓表具有四個端子，其中兩個端子為控制端， 讀者可以參考高精度電壓表使用說明書。,7.1交流穩(wěn)壓電源性能指標(biāo)的測試方法,7.1 交流穩(wěn)壓電源性能指標(biāo)的測試方法,7.1.2 負載效應(yīng)測試 測試說明和要求 將輸出源電壓調(diào)到最低額定值和最高額定值進行兩次試驗。改變負載，使穩(wěn)壓電源的輸出電流從最小變到最大，再從最大變到最小。負載

20、每增加或減少10%，記錄一個穩(wěn)態(tài)輸出電壓值。輸出電壓的最大差值（取兩次試驗的較大者）除以標(biāo)稱輸出電壓即為所求的負載擾動輸出穩(wěn)定度。 對提供可調(diào)輸出的穩(wěn)壓電源，應(yīng)將輸出電壓分別設(shè)定在最小值和最大值進行試驗，并以各種試驗所得值的較大者作為試驗結(jié)果。,7.1交流穩(wěn)壓電源性能指標(biāo)的測試方法,7.1.3 源電壓效應(yīng)測試 源電壓效應(yīng)是所有影響量均保持恒定（如負載不 變、溫度不變），僅由輸入電壓變化所引起的輸 出電壓變化的效應(yīng)。源電壓效應(yīng)也稱源電壓擾動 輸出穩(wěn)定度。,7.1 交流穩(wěn)壓電源性能指標(biāo)的測試方法,7.1.3 源電壓效應(yīng)測試 測試電路 如圖2.2 表示，圖中N為交流電壓表。,7.1 交流穩(wěn)壓電源性能

21、指標(biāo)的測試方法,7.1.3 源電壓效應(yīng)測試 測試說明和要求 在空載和滿載時進行兩次試驗。將源電壓從90% 標(biāo)稱值變?yōu)闃?biāo)稱值，再變?yōu)?10%標(biāo)稱值，測出三 個穩(wěn)態(tài)輸出電壓值。3分鐘后，從110%標(biāo)稱值變 為標(biāo)稱值，再變?yōu)?0%標(biāo)稱值，在測出三個穩(wěn)態(tài) 輸出電壓值。輸出電壓的最大差值（取空載試驗 和滿載試驗的較大者）除以標(biāo)稱輸出電壓即為所 求的源電壓效應(yīng)。,7.1 交流穩(wěn)壓電源性能指標(biāo)的測試方法,7.1.4 失真度測試 失真度可以通過相對諧波含量得到。相對諧波含 量是諧波含量的方均根值與非正弦周期函數(shù)的方 均根值之比。,7.1 交流穩(wěn)壓電源性能指標(biāo)的測試方法,7.1.4 失真度測試 測試電路 測試電

22、路如圖2.3所示 測試說明和要求 總的源電壓失真保持為03%。在源電壓為110%標(biāo)稱值、標(biāo)稱值和90%標(biāo)稱值時進行三次試驗，用失真度儀或波形分析儀測量輸出電壓的相對諧波含量。,7.1 交流穩(wěn)壓電源性能指標(biāo)的測試方法,7.2 直流電源性能指標(biāo)的測試方法,7.2.1 源效應(yīng)測試 源效應(yīng)是指僅當(dāng)由于輸入量的變化而引起輸出穩(wěn)定量的變 化的效應(yīng)。對于一個普通穩(wěn)壓電源來說，輸入量就指輸入 電壓。源效應(yīng)輸出穩(wěn)定度也稱輸出穩(wěn)定度。源效應(yīng)約在時 間等于5倍瞬時恢復(fù)時間出現(xiàn)，并在 的時 間間隔內(nèi)測量，源階躍變化后的瞬時特性如圖2.4所示。圖 中： 為輸入電壓即源電壓， 為輸出電壓， 為輸入電 壓的變化量， 為輸出

23、電壓的允許范圍， 為源電壓擾動開 始到輸出電壓進入允許范圍的時間， 為輸出電壓穩(wěn)定時的 波動范圍。 為輸出標(biāo)稱值， 為從擾動開始到輸出電壓 超越允許范圍的時間。,交流穩(wěn)壓電源性能指標(biāo)的測試方法,7.2 直流電源性能指標(biāo)的測試方法,7.2.1 源效應(yīng)測試 測試電路 測試電路如圖2.5(a)和2.5(b)所示,直流電源性能指標(biāo)的測試方法,7.2 直流電源性能指標(biāo)的測試方法,7.2.1 源效應(yīng)測試 測試說明和要求 源電壓是可變影響量，它應(yīng)在額定范圍或源效應(yīng)規(guī)定的其他范圍內(nèi)變化。階躍供電設(shè)備應(yīng)能夠在規(guī)定的極限之間階躍地改變源電壓的幅值加載時不應(yīng)引起電源電壓幅度的明顯變化。 對多路輸出電源的測試規(guī)定和對可調(diào)電源的穩(wěn)壓性能的測試規(guī)定同前。 測試電路中使用的儀器設(shè)備的量程、準(zhǔn)確度應(yīng)滿足測量的要求。,7.2 直流電源性能指標(biāo)的測試方法,7.2.1 源效應(yīng)測試 測試說明和要求 測量時，首先測出不同輸出電壓（電流）和