DCDC隔離電源的常見測試指標(biāo)及其測試方法
本文通過實測的方式為大家展示一些DCDC隔離電源的測試方法。
DC-DC隔離電源測試方法包括多個方面，主要是為了確保電源的性能、效率和安全性。以下是一些常見的測試方法和步驟：
1. 輸入和輸出電壓測試
2. 負(fù)載測試
- 目的：驗證電源在不同負(fù)載條件下的性能。
- 方法：
- 使用可調(diào)負(fù)載，逐步增加負(fù)載，從零負(fù)載到最大額定負(fù)載。
- 記錄輸出電壓和電流變化，觀察輸出的穩(wěn)定性。
3. 效率測試
- 目的：評估電源的能量轉(zhuǎn)換效率。
- 方法：
- 測量輸入功率（輸入電壓 × 輸入電流）。
- 測量輸出功率（輸出電壓 × 輸出電流）。
- 計算效率：效率 = (輸出功率 / 輸入功率) × 100%。
4. 紋波和噪聲測試
- 目的：評估輸出電壓的紋波和噪聲水平。
- 方法：
- 使用示波器測量輸出端的電壓波形，觀察并記錄紋波電壓的峰峰值和頻率成分。
5. 溫升測試
- 目的：檢查電源在工作過程中的溫升情況。
- 方法：
- 在滿載情況下運行電源，使用溫度計或熱成像儀測量電源不同部位的溫度，確保不會超過規(guī)定的溫度范圍。
6. 絕緣測試
- 目的：確保輸入和輸出之間的絕緣性能良好。
- 方法：
- 使用絕緣測試儀測量輸入端與輸出端之間的絕緣電阻，通常要求在特定條件下（例如500V直流下）絕緣電阻應(yīng)大于一定值。
7. 短路和過載保護(hù)測試
- 目的：驗證電源在短路或過載情況下的保護(hù)功能。
- 方法：
- 模擬短路條件，觀察電源是否能及時切斷輸出。
- 逐步增加負(fù)載至超過額定值，確保電源能夠在過載情況下保護(hù)自身。
8. EMI/EMC測試
- 目的：測試電源的電磁干擾和抗干擾能力。
- 方法：
- 根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（如CISPR）進(jìn)行輻射和傳導(dǎo)干擾測試，確保電源符合EMI/EMC要求。
9. 老化測試
- 目的：評估電源長期使用的穩(wěn)定性。
- 方法：
- 在高溫、高濕和高負(fù)載條件下進(jìn)行長時間測試，觀察電源性能變化。
10.開關(guān)機(jī)測試
目的：評估電源開機(jī)過程中輸出電壓質(zhì)量。
方法：在常溫下、進(jìn)行滿載、半載、空載、輸入全電壓范圍內(nèi)的開關(guān)測試，并紀(jì)錄下其輸出電壓的變化。
11.動態(tài)性能測試
目的：評估電源在輸出負(fù)載跳變過程中輸出電壓質(zhì)量。
方法：利用電子負(fù)載的動態(tài)測試功能進(jìn)行測試，并紀(jì)錄下其輸出電壓的變化。
除此之外還有容性負(fù)載，欠壓保護(hù)，短路保護(hù)功能，白盒性能的各項目測試。
注意事項
- 在進(jìn)行所有測試時，務(wù)必遵循安全操作規(guī)程，確保設(shè)備和人員的安全。
- 記錄每次測試的數(shù)據(jù)，以便后續(xù)分析和對比。
通過上述測試方法，可以全面評估DC-DC隔離電源的性能和可靠性。
下面就通過實測操的方式來測試一款型號為URB2405S-6WR3的隔離電流模塊，生產(chǎn)廠家是深圳市利華鴻電子科技有限公司。對以上步聚進(jìn)行一一說明。
待測產(chǎn)品的外觀及尺寸如下圖所示：
待測產(chǎn)品外觀本次測示所用到的設(shè)備包括如下：電源IT6720 電子負(fù)載IT8511A+ 示波器KEYSIGHT MSOX2024A熱成像儀：HIKMICRO H10 實驗箱：WBE-SGD-80LA 電流探頭：HCP8030耐壓測試儀：EXTECH 7162。
一個開關(guān)電源的測試指標(biāo)有幾十項，本次測試方法介紹常的技術(shù)參數(shù)測試的操作方法。通過這些常規(guī)的，基本參數(shù)測試大體上就能判斷所測的電源產(chǎn)品的性能是否良好了。
先上個測試電路基本框架圖：如下圖所示，一般采用開爾文連接方接入電流和電壓表。這樣可以避免線損帶來的測試誤差。
效率測試：
為最基本的參數(shù)測試，通過圖1的接線方式調(diào)節(jié)輸入電壓從9到36V，負(fù)載為滿載1.2A電流值，電子負(fù)載設(shè)置為CC模式。讀出電流電壓參數(shù)值再通過計算就能得到相應(yīng)的效率實測值了~
注意事項：要注意輸入電源的電流限制功能，測試時要把限流值調(diào)至大于規(guī)格書的提供的輸入電流值兩倍以上。否則容易在起機(jī)時觸發(fā)其限流值。
滿載效率測試：
VIN（V） | 9 | 12 | 18 | 24 | 30 | 36 |
Iin (mA) | 834 | 609 | 399 | 299 | 242 | 204 |
VOUT(V) | 5.02 | 5.02 | 5.03 | 5.03 | 5.03 | 5.03 |
IO(mA) | 1197 | 1197 | 1197 | 1197 | 1197 | 1197 |
η（%） | 80.05 | 82.22 | 83.83 | 83.9 | 82.93 | 81.98 |
空載待機(jī)電流測試
VIN（V） | 9 | 12 | 18 | 24 | 30 | 36 |
Iin (mA) | 7.64 | 6.23 | 4.83 | 4.13 | 3.71 | 3.45 |
VOUT(V) | 5.04 | 5.04 | 5.05 | 5.05 | 5.05 | 5.05 |
評價：上面兩個表格的數(shù)據(jù)是實測要品的數(shù)據(jù),通過測試數(shù)據(jù)可以看到，其產(chǎn)品效率是比較高的，比一般常規(guī)的URB2405S-1WR3灌封類的產(chǎn)品要高4個百點。
負(fù)載測試：
測試方法：選取最低，典型值 、最高輸入電壓三個輸入電壓點。按圖1接線方式；調(diào)節(jié)不同輸入負(fù)載電壓時記錄下對應(yīng)的輸入電流及其輸入電壓。如下表所示。
VIN（V） | 24VDC | |||||
Iin (mA) | 5.04 | 35.9 | 67.7 | 130.5 | 245 | 299 |
VOUT(V) | 5.04 | 5.02 | 5.02 | 5.03 | 5.03 | 5.03 |
IO(mA) | 0 | 120 | 240 | 480 | 960 | 1197 |
η（%） | / | 69.9 | 74.1 | 77.1 | 82.1 | 83.9 |
評價：上表為產(chǎn)品實測的技術(shù)測試紀(jì)錄，從數(shù)據(jù)中可以看到，該產(chǎn)品有良好的效率曲線。
紋波&噪聲測試
測試方法：按圖1接線，觀測不同負(fù)載下示波器上的顯示的電壓值，示波器帶寬需限制為20MHz。 另外很多同類型的產(chǎn)品要求采用平衡線測試方法，這種方法在作者看來可以大幅減小測試量的紋波噪聲值，在作為產(chǎn)品性能評估時不推薦使用。本次的產(chǎn)品測試只在測試架的輸出端接入一個1uF/25V的MCLL電容，材質(zhì)為X7R.。按其規(guī)格書推薦電路接入一個LC濾波電路。如果不接，輸出電容值會比實際值要大一些。
測試紀(jì)錄：
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VIN= 9 V(100%LOAD) | VIN=24 V(100%LOAD) | VIN= 36 V(100%LOAD) |
 |  |  |
VIN= 9 V(0%LOAD) | VIN= 24 V(0%LOAD) | VIN=36 V(0%LOAD) |
評價：上表為產(chǎn)品實測的技術(shù)測試紀(jì)錄，從數(shù)據(jù)中可以看到，該產(chǎn)品的輸出紋波噪聲在同類型產(chǎn)品中還是比較小的。
產(chǎn)品溫升測試
- 目的：檢查電源在工作過程中的溫升情況。
- 注意事項：測試前需要待電源滿載運行半個小時以上再進(jìn)行測試。
- 方法：在滿載情況下運行電源，使用溫度計或熱成像儀測量電源不同部位的溫度，確保不會超過規(guī)定的溫度范圍。
以下是該產(chǎn)品的測試熱成像圖片，從圖中可以看到其發(fā)熱較嚴(yán)重的是集成IC器件，最高溫度為85.5度。在低壓輸入時所測得。
 |  |  |
VIN= 9 V(100%負(fù)載) | VIN= 24 V(100%負(fù)載) | VIN= 36 V(100%負(fù)載) |
評價：這種開板的電源產(chǎn)品局部溫升會比較大，這一點不如灌封的產(chǎn)品，因此在選型時需要依據(jù)電源的工作環(huán)境溫度及降額來進(jìn)行估。該電源產(chǎn)品在降額使用時，器件溫升將大幅下降。
開關(guān)機(jī)測試
目的：評估電源開機(jī)過程中輸出電壓質(zhì)量。
方法：在常溫下、進(jìn)行滿載、半載、空載、輸入全電壓范圍內(nèi)的開關(guān)測試，并紀(jì)錄下其輸出電壓的變化。
開機(jī)波型
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VIN= 9 V(100%LOAD) | VIN= 24 V(100%LOAD) | VIN= 36V(100%LOAD) |
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VIN= 9 V(0%LOAD) | VIN= 24 V(0%LOAD) | VIN= 36 V(0%LOAD) |
關(guān)機(jī)波型
 |  |  |
VIN= 9 V(100%LOAD) | VIN= 24 V(100%LOAD) | VIN= 36V(100%LOAD) |
 |  |  |
VIN= 9 V(0%LOAD) | VIN= 24 V(0%LOAD) | VIN= 36 V(0%LOAD) |
評價：從上面的測試紀(jì)錄，可以看到，該產(chǎn)品開關(guān)輸出電壓質(zhì)量還是比較高的。
過載保護(hù)測試
目的：驗證電源在短路或過載情況下的保護(hù)功能。
方法：接線圖1逐步增加負(fù)載至超過額定值，確保電源能夠在過載情況下保護(hù)自身。為了能準(zhǔn)確測試出該產(chǎn)品過載電流值，有條件的話可以借助電流探頭來觀察。
 |  |  |
VIN= 9 V（1.8A） | VIN= 24 V( 2.4A ) | VIN= 36V( 2.5A ) |
評價：該產(chǎn)品的過流點設(shè)置比較大，能適應(yīng)較大的瞬時負(fù)載需求。
動態(tài)性能測試
目的：評估電源在輸出負(fù)載跳變過程中輸出電壓質(zhì)量。
方法：利用電子負(fù)載的動態(tài)測試功能進(jìn)行測試，并紀(jì)錄下其輸出電壓的變化。一般按其規(guī)格書的指標(biāo)要求進(jìn)行25%的負(fù)載跳變測試。
電子負(fù)載動態(tài)設(shè)置：負(fù)載電流變化率1A/uS。
 |  |  |
VIN= 9V(75%-100%負(fù)載跳變) | VIN= 24 V(75%-100%負(fù)載跳變) | VIN= 36 V(75%-100%負(fù)載跳變) |
 |  |  |
VIN=9 V(25%-50%負(fù)載跳變) | VIN= 24 V(25%-50%負(fù)載跳變) | VIN= 36 V(25%-50%負(fù)載跳變) |
評價：該產(chǎn)品動態(tài)性能較良好，與同類型產(chǎn)品相比，基本一致。
除此之外還有容性負(fù)載，欠壓保護(hù)，短路保護(hù)功能，白盒性能的各項目測試，及其他測試方式，待一下期更新。
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