【導讀】在電子設備產(chǎn)品設計時，電源產(chǎn)品的質(zhì)量優(yōu)劣將直接影響其技術(shù)性能以及工作安全性和可靠性。當電源出現(xiàn)問題時就會導致整個產(chǎn)品的癱瘓，電源產(chǎn)品的全方位測試則顯得尤為重要。
我們以電動摩托車充電器為例，充電器作為電動摩托車四大件（控制器、充電器、電池、電機）之一，是電動摩托車重要的組成部分，也直接影響著電動摩托車安全。劣質(zhì)充電器可能引起觸電、起火甚至是爆炸的嚴重后果。因此充電器在研發(fā)、生產(chǎn)、認證等階段都會進行嚴苛的測試認證，圖1為致遠電子為其提供的整套測試方案。
圖1 測試方案圖
充電器的重要電路組成部分就是開關(guān)電源，如圖2所示。當電源長時間運行時，會發(fā)生電壓電流不穩(wěn)定的問題，甚至出現(xiàn)過壓、欠壓、過載、過熱等有可能導致設備損壞的情況。所以需要嚴格地對電源進行輸入、輸出、異常工況、開關(guān)器件等進行全方位測試，以及為了驗證產(chǎn)品穩(wěn)定性對其進行耐久測試。今天重點介紹兩款測試利器給大家——PA功率分析儀與ZDL示波記錄儀。
圖2 開關(guān)電源電路拓撲圖
測試設備—PA功率分析儀
PA功率分析儀可對電源的輸出電壓、電流、功率、諧波及轉(zhuǎn)換效率等參數(shù)進行準確測量，致遠的PA5000H功率分析儀擁有0.05%功率測量精度，5MHz帶寬以及豐富的諧波測量功能廣泛適用于電源產(chǎn)品的研發(fā)與測試。
1、功率分析儀—電參數(shù)測試
功率分析儀關(guān)注穩(wěn)態(tài)測試，功率分析儀的可同時測試交流輸入，直流輸出，對整體能效和電參數(shù)進行同步分析，測試輸入和輸出的電壓、電流、測試電壓、電流有效值、功率因數(shù)、效率、諧波等，如圖3所示。
圖3 電參數(shù)測試
2、功率分析儀—效率與功率因數(shù)測試
功率分析儀測試交流輸入功率和直流輸出功率，設置電子負載從空載到滿載，使用功率分析儀的X-Y的顯示模式，可以直接測試到效率和功率因數(shù)從空載到滿載的曲線圖。
圖4 效率曲線圖
圖5 功率因數(shù)曲線圖
3、功率分析儀—IEC諧波測試
用電產(chǎn)品會根據(jù)IEC61000-3-2和IEC61000-3-11標準進行諧波測試，驗證其是否滿足標準要求，PA功率分析儀可以測量高達500次諧波，并有多種組合顯示方式能同時顯示各次諧波含量。
圖6 IEC諧波測試
4、PA功率分析儀—沖擊電流測試
通常在給負載通電的一瞬間會產(chǎn)生大電流，電流過大會對設備的正常工作造成影響。利用PSA可編程交流電源可模擬輸出啟動相位在0°、90°和270°時的電壓情況，用PA功率分析儀對電子產(chǎn)品的開機沖擊電流進行測試。
圖7 沖擊電流測試
測試設備—ZDL示波記錄儀
ZDL6000示波記錄儀標配8個板卡卡槽，各輸入通道之間相互絕緣隔離，為電源用戶可省下大量高壓差分探頭，可以提供電壓、電流、溫度…等多種輸入板卡，通道最多可達128CH，為客戶觀測波形時序，查找異常信號提供最佳解決方案。
1、示波記錄儀—驅(qū)動時序測試
一般測試驅(qū)動時序的方法是用示波器加差分探頭，測試MOS的Vgs和Vds，使用電流探頭測試電感電流，可觀察到對應的驅(qū)動信號質(zhì)量和電感電流工作模式，若是用示波記錄儀進行測試，則不需要差分探頭，測試更加準確，并且更加方便，如圖8所示。
圖8 驅(qū)動時序測試
2、示波記錄儀—異常捕獲與耐久測試
異常捕獲：電源產(chǎn)品在長時間運行時，不知道會出現(xiàn)什么問題，示波器無法設置觸發(fā)條件，不容易捕捉到異常，而使用示波記錄儀記錄波形后可進行回看，有效捕獲異常波形；
耐久測試：電源產(chǎn)品需要頻繁on/off實驗，幾千次可能只有一次故障，所以需求記錄儀長時間記錄下來分析產(chǎn)品的穩(wěn)定能。
圖9 多路同步耐久測試
3、元件溫升測試
設備中關(guān)鍵部位的溫度異常會導致設備性能下降甚至損壞。因此溫升測試是產(chǎn)品研發(fā)過程中必不可少的一項。使用ZDL6000可以靈活組合電壓采集卡、16通道卡、溫度采集卡等多種板卡同步測量。例如在溫升測試中就可以裝配100M卡與溫度卡，同步測試器件工作電壓、電流以及關(guān)鍵部位的溫升情況。
圖10 元件溫升測試
總結(jié)
為了保證電源長時間運行的穩(wěn)定性，要對電源進行全面測試分析，測試項目將多達幾十項，一定要根據(jù)測試項目，選擇做合適的測試儀器，發(fā)揮儀器的最大性能，在電參數(shù)、能效、諧波測試方面用功率分析儀，在隔離測試、多通道同步分析、耐久測試、異常捕獲方面用示波記錄儀。
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