測評電源要素

5132022-09-06

電源並不是一個簡單的小盒子,它相當於有源器件的心臟,源源不斷的向元器件提供能量。 電源的好壞,直接影響到元器件的性能。

 

電源的設計、製造及品質管理等測試需要精密的電子儀器設備來模擬電源供應器實際工作時之各項特性(亦即為各項規格),並驗證通過後才能投入使用。

 

工程師在設計或者測評電源時須知考慮以下要素:

一. 描述輸入電壓影響輸出電壓幾個指標形式

 

1. 穩壓係數

A.穩壓係數:表示負載不變時,穩壓電源輸出直流變化量△U0與輸入電網變化量△Ui之比。即:K=△U0/△Ui。
B. 相對穩壓係數:表示負載不變時,穩壓器輸出直流電壓△Uo的相對變化量△Uo與輸出電網 Ui 的相對變化量Ui之比。即:S=△Uo/Uo /△Ui/Ui。

  1. 電網調整率

它表示輸入電網電壓由額定值變化±10%時,穩壓電源輸出電壓的相對變化量,有時也以表示。

  1. 電壓穩定度

負載電流保持為額定範圍內的任何值,輸入電壓在規定的範圍內變化所引起的輸出電壓相對變化△Uo/Uo百分值),稱為穩壓器的電壓穩定度。

二. 負載對輸出電壓影響的幾種指標形式

 

1. 負載調整率(也稱電流調整率)

 

在額定電網電壓下,負載電流從零變化到時,輸出電壓的相對變化量,常用百分數表示,有時也用變化量表示。

2. 輸出電阻(也稱等效內阻或內阻)

在額定電網電壓下,由於負載電流變化△IL引起輸出電壓變化△Uo,則輸出電阻為Ro=|△Uo/△IL| 歐。

三. 紋波電壓的幾個指標形式

 

1. 紋波電壓

 

在額定輸出電壓和負載電流下,輸出電壓的紋波(包括雜訊)的的大小,通常以峰峰值或有效值表示。

2. 紋波係數 Y(%)

在額定負載電流下,輸出紋波電壓的有效值Urms與輸出直流電壓 Uo 之比,即y=Umrs/Uo x100%

3. 紋波電壓抑制比

在規定的紋波頻率(例如 50Hz)下,輸出電壓中的紋波電壓 Ui~與輸出電壓中的紋波電壓 Uo~之比,即:紋波電壓抑制比=Ui~/Uo~ 。

這裏聲明一下:雜訊不同於紋波。紋波是出現在輸出端子間的一種與輸入頻率和開關頻率同步的成分,用峰-峰(peak to peak)值表示,一般在輸出電壓的 0.5%以下;雜訊是出現在輸出端子間的紋波以外的一種高頻成分,也用峰-峰(peak to peak)值表示,一般在輸出電壓的 1%左右。紋波雜訊是二者的合成,用峰-峰(peak to peak)值表示,一般在輸出電壓的 2%以下。

四. 衝擊電流

 

衝擊電流是指輸入電壓按規定時間間隔接通或斷開時,輸入電流達到穩定狀態前所通過的瞬間電流。

一般是 20A——30A。

五. 過流保護

 

過流保護是一種電源負載保護功能,以避免發生包括輸出端子上的短路在內的過負載輸出電流對電源和負載的損壞。

 

過流的給定值一般是額定電流的 110%——130%。

 

六. 過壓保護

 

過壓保護是一種對端子間過大電壓進行負載保護的功能。

一般規定為輸出電壓的 130%——150%。

七. 輸出欠壓保護

 

當輸出電壓在標準值以下時,檢測輸出電壓下降或為保護負載及防止誤操作而停止電源併發出報警信號,

多為輸出電壓的 80%——30%左右。

 

八. 過熱保護

 

在電源內部發生異常或因使用不當而使電源溫升超標時停止電源的工作併發出報警信號。

九. 溫度漂移和溫度係數

 

溫度漂移:環境溫度的變化影響元器件的參數的變化,從而引起穩壓器輸出電壓變化。常用溫度係數表示溫度漂移的大小。

溫度係數:溫度變化1攝氏度引起輸出電壓值的變化△UoT,單位是 V/℃或毫伏每攝氏度。

相對溫度係數:溫度變化 1 攝氏度引起輸出電壓相對變化△UoT/Uo,單位是 V/℃。

十. 漂移

 

穩壓器在輸入電壓、負載電流和環境溫度保持一定的情況下,元件參數的穩定性也會造成輸出電壓的變化,慢變化叫漂移,快變化叫雜訊,介於兩者之間叫起伏。

表示漂移的方法有兩種:

在指定的時間內輸出電壓值的變化△Uot。

在指定時間內輸出電壓的相對變化△Uot/Uo。

考察漂移的時間可以定為 1 分鐘、10 分鐘、1 小時、8 小時或更長。只在精度較高的穩壓器中,才有溫度係數和溫漂兩項指標。