效率是電源測試中十分常見的測試項，高效的電源表現是眾多廠家一直追求的目標。在芯片的規格書中，一般會提供幾種常見輸入輸出應用下的效率曲線。當我們實際的應用范圍與規格書上不同，或者在demo板的基礎上我們進行了其他改動時，就需要重新進行效率測試。本文就來講一講如何進行效率測試以及一些注意事項。

1. 電源效率的定義：

Pout為輸出功率：

Pout = Vo * Io

Pin為輸入功率：

Pin = Vin * Iin

這里Iin是電源的平均輸入電流或者直流電流。

理想狀態下：η=1，即完美的，轉換效率是100%，但是現實往往距離理想很遠。

損耗的能量，都去哪里了？——熱！

我們會越來越關注電源的效率：

1、很多設備，都是電池供電，提高效率有效提升待機時間：手機、對講機、特斯拉汽車。

2、大功率設備，例如：服務器、顯卡，有效節能會給運營者帶來極大的成本優化。

3、效率低下的電源，帶來很高的溫升。在高溫的環境下，會影響整個系統的可靠性。按照一般經驗10℃的溫升，會增加失效率加倍。

對于電源工程師來說：提高電源效率，降低電源溫升，是重要工作之一。所以我們要準確測試我們設計的電源的效率，來評估我們的電源設計的水平。

2. 四表法

最常見的效率測量方式是四表法，即用四個萬用表來測得以上四個參數。常見的萬用表都是同時具有電流檔和電壓檔的。

連接示意圖如下：

tips：

使用電流檔時，需將萬用表串聯在電路中，注意電流流向；使用電壓檔時，則是并聯，注意正負極。

使用電流檔時，一開始要用安培檔，若是顯示位數不夠精確時，再更換至毫安檔進行測試。用毫安檔進行測試的情況下，調高負載電流時，要注意是否超過毫安檔量程（一般在400mA）。若是不小心超過量程，會導致萬用表內保險絲燒毀，更換保險絲后，才能繼續使用毫安檔進行測試。

兩個電壓表都接在板端，且連接線盡量短。不要接在電源端和負載端去讀取數據，這樣會較多地計入連接線上的產生的損耗，影響測試結果。

若想用電子負載直接讀取輸出部分的數據，可以用圓環連接線，圓環端直接焊在demo板上，另一端連接至電子負載。這樣測試產生的損耗比直接用夾子連接產生的少。但一般還是會比用萬用表測得的效率低些。

若是遇到超過萬用表量程的情況，可以用電子負載讀數，也可以用量程范圍較大的功率計直接測量輸出功率。

3. 測試步驟

以簡單的BUCK電路為例，效率測試的步驟大致如下：

（1 確定需要測試的條件：輸入輸出電壓以及輸出電流。在輕載電流部分，需要多取幾個點；重載部分，取點間隔可以稍大。例如，Iout=0-6A，測試點可取：0A, 0.1A, 0.3A, 0.5A, 0.8A, 1A, 1.5A, 2A, 2.5A, 3A, 3.5A, 4A, 4.5A, 5A, 5.5A, 6A。

（2 確認測試板在測試條件下工作正常，輸入輸出電壓正確，觀察SW波形，在輕載和重載時SW波形都正常，無嘯叫和異常發熱。

（3 斷電，按照上述示意圖，將四個萬用表接入電路，電流表置于安培檔位。連接完成后，重新上電。

（4 上電后，即可按照測試條件，慢慢調整負載電流，需要等萬用表上數值穩定后，再記錄測試數據。輸入電壓可能會隨著負載電流的上升有所下降，低于測試條件。此時，需要適當抬高輸入電壓，盡量保持測試輸入電壓的萬用表上的數據與測試條件一致。

4. 報告形式

除了將測試到的Vin Vout Iin Iout 填入表格，得到相應的計算結果。為了更直觀地表現結果并與其他芯片做對比，一般會畫出效率曲線。

如下圖，是MP4581在Vin=24V/36V/48V, Vout=12V, Iout=1mA-800mA情況下測得的效率結果：

一般DCDC電源的效率在輕載時較低，最高效率點出現在較重載的時候。效率曲線較為平滑，如果畫出的效率曲線出現突然上沖或者下落的點，可以重新測試那一點的效率，確認數據的正確性。

審核編輯：湯梓紅