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超全超详细AC-DC电源模块测试教程!
成都亿佰特 | 2021-01-20 13:18:38    阅读:908   发布文章
一、 AC-DC电源模块典型应用电路

ACDC电源模块典型电路图


*备注:我司产品内部EMC相关电路,用户无需在外设额外增加器件,应用简单。


二、AC-DC电源模块基本测试方法



基本性能测试

ACDC电源模块基本测试方法

测试仪器-参考:输入电压范围足够大的交流可调稳压电源,电流表A(精度在0.001A),电压表V(精度在0.001V),负载阻值计算;


01 测试模块的最大功率


设:以AM21-6W05V模块为例,已知模块的最大输出功率是6W,输出电压5V,计算出R(负载)阻值;


1





*以上是模块的最大持续输出功率,不得超过标称最大值,否则会造成模块永久性损坏!


02 10%轻负载测试


2



03 为保证测试的准确性请务必遵守以下4点注意事项:


  • 链接馈线:应选择线损越小越好,直径为1mm多股铜线最佳,以免造成过大压降。当负载电流较大时,应缩短输出引脚与各负载间的距离,增加连接导线截面积来减小过大的压降。

  • 在测量时建议采用单通道探头直接测量法测量输出,避免输入输出共地和外界干扰产生的测量误差。(具体参见“纹波和噪声”)

  • 测试时确保前级的供电电源限流点设置合理,在负载10%-100%之间,为保证有准确的电压和纹波,输出容性负载不能大于技术手册规定值。

  • 具体技术参数请参考产品对应的技术手册。


04 电压模块的基本参数测试


连接好电源模块就可以进行模块的性能的测试和判定,确认模块的性能参数是否符合要求。


05 测试模块输出电压精度

以模块AM21-6W05V为例:


模块输出设定电压为Voutnom=5V额定负载为4.166Ω,实测输出电压Vout=5.028V

输出电压精度=5


06 线性电压调整率



以模块AM21-6W05V为例,额定负载为1200mA,Vouth=5.028V,Voutnl=5.0V,Voutnom=5.01V,线性电压调整率=6.2


6.1

07 负载调整率


7



08 转换效率

8.1


8.2

以模块DM21-5W1205V为例,实测参数:Vin=220V,Iin=0.036A,Vout=5V,Io=1200mA效率


09 纹波噪声


纹波和噪声是叠加在直流输出上的周期性和随机性交流成分,它也影响着输出精度,一般对纹波和噪声采用峰-峰值计量(mVP-P)。

第一步,先将示波器带宽设置为20MHz,可以有效防止高频噪声;

第二步,采用平行线测试法、双绞线或靠测法。


10 平行线测试


10 平行测试法

*平行线测试法


备注:

1、C1:高频陶瓷电容,一般容值为1uF;

2、C2:宽电压输入DM41-系列C2容值为10uF(电解电容),耐压值高于模块输出电压

2倍以上即可;

3、两平行线铜箔带之间的距离为2.5mm,两平行铜箔带的电压降之和应小于输出电压值的2%。


11 双绞线测试

11 双绞线测试法


*双绞线测试法


备注:双绞线测试法,采用30cm长、#20AWG线规组成的双绞线与被测开关电源的Vo+及Vo-连接,在Vo+与Vo-之间接上阻性负载(假负载)。在双绞线末端接一个10μF解电容,在测量点连接时,一端接在Vo上,另一端接到地平面端。


12 示波器靠测方式

12  示波器靠测法


*示波器靠测法


由于示波器的地线夹会吸收各种高频噪声干扰测量结果,为了屏蔽干扰可采用靠测法测试,

示波器探头接在每路输出端测试。实际测试纹波和噪声会因电路和外接元件不同而有所差异。


13 降低纹波方式


特殊用户对输出纹波要求较高的情况下,例如图像采集,可以通过在模块外设增加LC滤波架构来降低输出纹波大小。LC元器件参考取值,电感0.47uH~4.7uH,电容10uF~100uF,根据现场实际情况调整参数。


14 动态负载

14  动态负载测试波

当负载出现突变时,所有的电源都有一个相应的响应时间。在突变响应期间内,电源的输出电压会出现瞬间的过冲,然后回到正常输出状态。动态响应是通过对过冲幅度的大小、响应时间的长短来测量的,是电源性能的一个重要指标。


具体测量的方法是用电子负载来进行电源负载的突变,负载设置条件为输出负载电流为额定负载的25%-50%-25%

50%-75%-50%,电流跳变的上升和下降斜率选:0.08-0.1A/uS,用示波器测量其输出电压的最大偏差和响应时间,动态负载测试波形如下图所示。


动态负载测试波


15 启动时间

15  启动时间

启动时间为输入开启后输出相对于输入达到目标电压值时响应延迟的时间。一般在额定满负载下测得,外接滤波器(包括输入输出电容)均会大大延迟启动的时间,实际设计要与纹波噪声要求权衡考虑。具体的产品及应用疑问请咨询技术人员。下图为启动时间测试波形。



16 隔离绝缘特性测试

16  隔离特性测试


耐压测试方法:按照耐压的测试标准,将耐压值从0V开始慢慢往上调,将耐压值调至设定的最高耐压并在最高耐压值维持一分钟时间。

绝缘强度:在输入输出间加隔离电压(直流或交流的峰值)测试1分钟。


17 电源模块外壳温升测试


测试外壳温升可以用热成像仪或是热电偶测试,由于****率对红外热成像仪测量的结果有影响,从而会导致测量结果存在一定的偏差,一般推荐用热电偶测试。


如环境温度Ta=25℃,实际用热电偶测的电源模块的外壳温度Tc=50℃,那么模块的温升是:

△T=Tc-Ta=50-25=25℃。其中Tc—壳温,Ta—环境温度,△T—温升。


相同环境条件下,塑料外壳比金属外壳安全等级更高,绝缘特性强。

使用环境,因无自然通风,建议将电源模块与温度敏感元器件尽量远离或是隔离为两个空间。





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