開(kāi)關(guān)電源的測(cè)試項(xiàng)目
電源調(diào)整率亦可用下列方式表示之:於輸入電壓變化下,其輸出電壓之偏差量須於規(guī)定之上下限范圍內(nèi),即輸出電壓之上下限絕對(duì)值以內(nèi)。
負(fù)載調(diào)整率:
負(fù)載調(diào)整率的定義為開(kāi)關(guān)電源於輸出負(fù)載電流變化時(shí),提供其穩(wěn)定輸出電壓的能力。此項(xiàng)測(cè)試系用來(lái)驗(yàn)證電源在最惡劣之負(fù)載環(huán)境下,如個(gè)人電腦內(nèi)裝置最少之外設(shè)卡且硬盤均不動(dòng)作(因負(fù)載最少,用電需求量最小)其負(fù)載電流最低和個(gè)人電腦內(nèi)裝置最多之外設(shè)卡且硬盤在動(dòng)作(因負(fù)載最多,用電需求量最大)其負(fù)載電流最高的兩個(gè)極端下驗(yàn)證電源供應(yīng)器之輸出電源之穩(wěn)定度是否合乎需求之規(guī)格。
*所需的設(shè)備和連接與電源調(diào)整率相似,唯一不同的是需要精密的電流表與待測(cè)電源供應(yīng)器的輸出串聯(lián)。示:
測(cè)試步驟如下:於待測(cè)電源供應(yīng)器以正常輸入電壓及負(fù)載狀況下熱機(jī)穩(wěn)定後,測(cè)量正常負(fù)載下之輸出電壓值,再分別於輕載(Min)、重載(Max)負(fù)載下,測(cè)量并記錄其輸出電壓值(分別為Vmax與Vmin),負(fù)載調(diào)整率通常以正常之固定輸入電壓下,由負(fù)載電流變化所造成其輸出電壓偏差率的百分比,如下列公式所示:
V0(max)-V0(min) / V0(normal)
負(fù)載調(diào)整率亦可用下列方式表示:於輸出負(fù)載電流變化下,其輸出電壓之偏差量須於規(guī)定之
上下限電壓范圍內(nèi),即輸出電壓之上下限絕對(duì)值以內(nèi)。
綜合調(diào)整率:
綜合調(diào)整率的定義為電源供應(yīng)器於輸入電壓與輸出負(fù)載電流變化時(shí),提供其穩(wěn)定輸出電壓的能力。這是電源調(diào)整率與負(fù)載調(diào)整率的綜合,此項(xiàng)測(cè)試系為上述電源調(diào)整率與負(fù)載調(diào)整率的綜合,可提供對(duì)電源供應(yīng)器於改變輸入電壓與負(fù)載狀況下更正確的性能驗(yàn)證。 綜合調(diào)整率用下列方式表示:於輸入電壓與輸出負(fù)載電流變化下,其輸出電壓之偏差量須於規(guī)定之上下限電壓范圍內(nèi)(即輸出電壓之上下限絕對(duì)值以內(nèi))或某一百分比界限內(nèi)。
輸出雜訊(PARD):
輸出雜訊(PARD)系指於輸入電壓與輸出負(fù)載電流均不變的情況下,其平均直流輸出電壓上的周期性與隨機(jī)性偏差量的電壓值。輸出雜訊是表示在經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓及濾波後的直流輸出電壓上所有不需要的交流和噪聲部份(包含低頻之50/60Hz電源倍頻信號(hào)、高於20 KHz之高頻切換信號(hào)及其諧波,再與其他之隨機(jī)性信號(hào)所組成)),通常以mVp-p峰對(duì)峰值電壓為單位來(lái)表示。 一般的開(kāi)關(guān)電源的規(guī)格均以輸出直流輸出電壓的1%以內(nèi)為輸出雜訊之規(guī)格,其頻寬為20Hz到20MHz(或其他更高之頻寬如100MHz等)。 開(kāi)關(guān)電源實(shí)際工作時(shí)最惡劣的狀況(如輸出負(fù)載電流最大、輸入電源電壓最低等),若電源供應(yīng)器在惡劣環(huán)境狀況下,其輸出直流電壓加上雜訊後之輸出瞬時(shí)電壓,仍能夠維持穩(wěn)定的輸出電壓不超過(guò)輸出高低電壓界限情形,否則將可能會(huì)導(dǎo)致電源電壓超過(guò)或低於邏輯電路(如TTL電路)之承受電源電壓而誤動(dòng)作,進(jìn)一步造成死機(jī)現(xiàn)象。
例如5V輸出,其輸出雜訊要求為50mV以內(nèi)(此時(shí)包含電源調(diào)整率、負(fù)載調(diào)整率、動(dòng)態(tài)負(fù)載等其他所有變動(dòng),其輸出瞬時(shí)電壓應(yīng)介於4.75V至5.25V之間,才不致引起TTL邏輯電路之誤動(dòng)作)。在測(cè)量輸出雜訊時(shí),電子負(fù)載的PARD必須比待測(cè)之電源供應(yīng)器的PARD值為低,才不會(huì)影響輸出雜訊之測(cè)量。同時(shí)測(cè)量電路必須有良好的隔離處理及阻抗匹配,為避免導(dǎo)線上產(chǎn)生不必要的干擾、振鈴和駐波,一般都采用雙同軸電纜并以50Ω於其端點(diǎn)上,并使用差動(dòng)式量測(cè)方法(可避免地回路之雜訊電流),來(lái)獲得正確的測(cè)量結(jié)果。
輸入功率與效率:
電源供應(yīng)器的輸入功率之定義為以下之公式:
True Power = Pav(watt) = V1 Ai dt = Vrms x Arms x Power Factor
即為對(duì)一周期內(nèi)其輸入電壓與電流乘積之積分值,需注意的是Watt≠VrmsArms而是Watt=VrmsArmsxP.F.,其中P.F.為功率因素(Power Factor),通常電源供應(yīng)器的功率因素在0.6~0.7左右,而大功率之電源供應(yīng)器具備功率因素校正器者,其功率因素通常大於0.95,當(dāng)輸入電流波形與電壓波形完全相同時(shí),功率因素為1,并依其不相同之程度,其功率因素為1~0之間。
電源供應(yīng)器的效率之定義為:
ΣVout x lout / True Power (watts)
即為輸出直流功率之總和與輸入功率之比值。通常個(gè)人電腦用電源供應(yīng)器之效率為65%~80%左右。效率提供對(duì)電源供應(yīng)器正確工作的驗(yàn)證,若效率超過(guò)規(guī)定范圍,即表示設(shè)計(jì)或零件材料上有問(wèn)題,效率太低時(shí)會(huì)導(dǎo)致散熱增加而影響其使用壽命。 由於近年來(lái)對(duì)於環(huán)保及
能源消耗愈來(lái)愈重視,如電腦能源之星「Energy Star」對(duì)開(kāi)關(guān)電源之要求:於交流輸入功率為30Wrms時(shí),其效率需為60%以上(即此時(shí)直流輸出功率必須高於18W);又對(duì)於ATX架構(gòu)開(kāi)關(guān)電源於直流失能(DC Disable)狀態(tài)其輸入功率應(yīng)不大於5W。因此交流功率測(cè)試儀表需要既精確又范圍寬廣,才能合乎此項(xiàng)測(cè)試之需求。
動(dòng)態(tài)負(fù)載或暫態(tài)負(fù)載
一個(gè)定電壓輸出的電源,於設(shè)計(jì)中具備反饋控制回路,能夠?qū)⑵漭敵鲭妷哼B續(xù)不斷地維持穩(wěn)定的輸出電壓。由於實(shí)際上反饋控制回路有一定的頻寬,因此限制了電源供應(yīng)器對(duì)負(fù)載電流變化時(shí)的反應(yīng)。若控制回路輸入與輸出之相移於增益(Unity Gain)為1時(shí),超過(guò)180度,則電源供應(yīng)器之輸出便會(huì)呈現(xiàn)不穩(wěn)定、失控或振蕩之現(xiàn)象。實(shí)際上,電源供應(yīng)器工作時(shí)的負(fù)
載電流也是動(dòng)態(tài)變化的,而不是始終維持不變(例如硬盤、軟驅(qū)、CPU或RAM動(dòng)作等),因此動(dòng)態(tài)負(fù)載測(cè)試對(duì)電源供應(yīng)器而言是極為重要的。可編程序電子負(fù)載可用來(lái)模擬電源供應(yīng)器實(shí)際工作時(shí)最惡劣的負(fù)載情況,如負(fù)載電流迅速上升、下降之斜率、周期等,若電源供應(yīng)器在惡劣負(fù)載狀況下,仍能夠維持穩(wěn)定的輸出電壓不產(chǎn)生過(guò)高激(Overshoot)或過(guò)低(Undershoot)情形,否則會(huì)導(dǎo)致電源之輸出電壓超過(guò)負(fù)載元件(如TTL電路其輸出瞬時(shí)電壓應(yīng)介於4.75V至5.25V之間,才不致引起TTL邏輯電路之誤動(dòng)作)之承受電源電壓而誤動(dòng)作,進(jìn)一步造成死機(jī)現(xiàn)象。
電源良好/失效時(shí)間(Power Good、Power Fail或Pok)
電源良好信號(hào),簡(jiǎn)稱PGS(Power Good Signal或Pok High),是電源送往電腦系統(tǒng)的信號(hào),當(dāng)其輸出電壓穩(wěn)定後,通知電腦系統(tǒng),以便做開(kāi)機(jī)程序之 C 而電源失效信號(hào)(Power Fail或Pok Low)是電源供應(yīng)器表示其輸出電壓尚未達(dá)到或下降超過(guò)於一正常工作之情況。 以上通常由一「PGS」或「Pok」信號(hào)之邏輯改變來(lái)表示,邏輯為「1或High」時(shí),表示為電源良好(Power Good),而邏輯為「0或Low」時(shí),表示為電源失效(Power Fail),請(qǐng)叁考圖5之時(shí)序圖:
評(píng)論