1、電源指標參數及測試方法電源指標參數及測試方法 北京化工大學電力電子實驗室 崔玉龍電源參數指標及測試方法電源參數指標及測試方法一穩態性能指標二動態性能指標三抗干擾（電磁兼容）性能指標 四交流穩壓電源的其他項目五集成穩壓器的主要技術參數六補充概念七電源性能基本參數的測試方法一一 穩態性能指標穩態性能指標1.1 源電壓范圍 交流穩壓電源并不是在任何交流電壓輸入的情況下都能使輸出電壓穩定，而是有一個適應范圍，一般情況下要求輸入電壓在額定值的-15%+10%范圍內變化，也有的要求適應范圍更大一些。一一穩態性能指標穩態性能指標1.1 源電壓范圍 源電壓范圍的測試條件：除電源以外的其他量應符合基準條件。被測

2、電源輸出電壓的變化量應滿足源電壓效應，被測的量是源電壓的最低值與最 高值一一穩態性能指標穩態性能指標1.2 源電壓效應 輸入電壓的變化而引起輸出量變化的效應，除了源電壓以外的其他量應該符合基準條件的，改變量是源電壓，被測量是輸出電壓的穩態值。 輸出電壓的最大變化量 輸出電壓往上或往下調節時，變化的最大值 輸出電壓額定值%100maxoNUUUSUSmaxUoNU一一穩態性能指標穩態性能指標1.3 負載效應（負載調整率） 僅由負載的變化引起輸出量變化的效應。改變量是負載，被測量是輸出電壓的穩態值，負載電流取050%、50%100%（由小到大，再由大到小），測試輸出電壓的變化量。其中 為由于負載的

3、變化引起輸出電壓變化的最大值，這個值越小越好，是衡量交流穩壓電源性能的一個重要指標。%100maxoNtUUSmaxU一一穩態性能指標穩態性能指標1.4 輸出電壓相對諧波含量 輸出電壓相對諧波含量（亦稱失真度）定義為諧波含量的有效值與非正弦周期函數的總有效值之比，當負載為額定值情況下，源電壓的失真度應小于3%，在源電壓為最低值、額定值和最高值時測量輸出電壓的失真度，取其最大者。這個值也是越小越好。一一穩態性能指標穩態性能指標1.5 效率 這也是交流穩壓電源的一項重要指標，定義為是所有的影響量均在基準條件下，輸出的有功功率 與輸入的有功功率 之比（百分數），即： 0PiP%1000iPP一一穩態

4、性能指標穩態性能指標1.5 效率當輸入和輸出電壓、電流為正弦波時，也可定義如下： 輸出電壓、電流的有效值及二者相位差。 輸入電壓、電流的有效值及二者相位差。電源整機的效率當然是越高越好，效率較高時表示節約電能，還可以較少機內溫升，從而提高電源設備的工作可靠性。 %100coscos000iiiIUIU0U0I0iUiIi一一穩態性能指標穩態性能指標1.6 負載功率因數 交流穩壓電源，一般都用伏安或者千伏安值來表示，原因是負載中除純電阻性負載外，還有感性和容性負載，即負載中除有功功率外，還有無功功率。這個指標反映了交流穩壓電源帶感性及容性負載的能力。 一一穩態性能指標穩態性能指標1.6 負載功率

5、因數 P用功功率 ， Q無功功率， 輸出電壓與電流之間的相位差負載功率因數小些好，表示電源設備適應點抗性負載的能力較強。 %10022QPScosSP sinSQ 二二動態性能指標動態性能指標動態性能（亦稱瞬變性能）反映輸入電壓或負載電流突然變化時（含往上和往下階躍），輸出電壓的響應程度。 二二動態性能指標動態性能指標2.1 源電源階躍性能指標的測量 突然改變源電源（一般由額定值突升5%10%和突降5%10%），觀察輸出電壓的最大過沖幅值和瞬態總恢復時間（亦稱響應時間）。 過沖幅值是由輸出電壓額定值（一般觀察峰值點）至上沖總量的差值（取絕對值），此值越小越好，一般交流穩壓電源不應超過40V。

6、總恢復時間是指從階躍量作用時刻算起至輸出電壓峰值恢復到額定情況為止的時間。此值越小越好，一般交流穩壓電源不應超過200ms.二二動態性能指標動態性能指標2.2 負載階躍性能指標的測量 突然改變負載電流（一般由輸出電流額定值的30%50%突升和突降，再做額定值的 80%100%的突升和突降。為了簡單起見，也 可以做由空載至半截的突升和突降后再做半載至滿載的突升和突降），觀察輸出電壓的最大過沖幅值和總恢復時間。 過沖幅值及恢復時間計算方法與電壓階躍情況相同，一般交流穩壓電源的要求值，也分為40V和20ms.三三抗干擾（電磁兼容）性能指標抗干擾（電磁兼容）性能指標3.1 電源靜態敏感度試驗 使輸入電

7、源電壓從比額定值高10%瞬變到高30%，然后從比額定值低10%瞬變到低30%，在次瞬變過程中，被試電源設備的性能允許暫時地降低，但在瞬變過程結束后經過30s工作，應能自行恢復到符合技術條件所需要的正常工作狀態。三三抗干擾（電磁兼容）性能指標抗干擾（電磁兼容）性能指標3.2 傳導干擾試驗 使電源設備工作在額定條件下，利用電磁干擾測量儀進行測試。 。 三三抗干擾（電磁兼容）性能指標抗干擾（電磁兼容）性能指標3.3 重復脈沖敏感度試驗 重復脈沖敏感度（亦稱尖峰干擾抑制能力）試驗利用尖峰干擾模擬器進行測試。 一般情況下，以1KW負載為測試條件（低于1KW的產品取標稱功率），以疊加在輸入電源上的電壓為5

8、004000V、寬度為10s的尖峰脈沖進行測試。觀察被測電源設備輸出端的殘余脈沖電壓，用對應輸入尖峰脈沖的開路電壓值（或衰減比）來表示。 三三抗干擾（電磁兼容）性能指標抗干擾（電磁兼容）性能指標3.4 電源快速瞬變脈沖群敏感度試驗 電源快速瞬變脈沖群敏感度試驗（亦稱脈沖串）利用脈沖群干擾模擬器進行測試，要求脈沖群持續時間為15ms，周期為300ms，脈沖群中的單個脈沖寬度為50s，脈沖幅值為5004000V。三三抗干擾（電磁兼容）性能指標抗干擾（電磁兼容）性能指標3.5 電源靜態敏感度試驗 使輸入電源電壓從比額定值高10%瞬變到高30%，然后從比額定值低10%瞬變到低30%，在此瞬變過程中，被

9、試電源設備的性能允許暫時地降低，但在瞬變過程結束后經過30s工作，應能自行恢復到符合技術條件所需要的正常工作狀態。 四四交流穩壓電源的其他項目交流穩壓電源的其他項目 4.1 安全指標 一般有絕緣電阻、耐壓、泄露電流3個項目，各項目的測試應采用專用儀器，還有發熱、爬電距離及電氣間隙等項。 四四交流穩壓電源的其他項目交流穩壓電源的其他項目 4.2 可靠性指標可靠性指標用平均無故障時間MTBF（亦稱平均故障間隔時間）來表示，它有專門的試驗和計算方法。 四四交流穩壓電源的其他項目交流穩壓電源的其他項目 4.3 環境指標 包括溫度、濕度、振動、沖擊、運輸等項目試驗。四四交流穩壓電源的其他項目交流穩壓電源

10、的其他項目 4.4 其他指標各種保護、報警顯示、監控以及過載能力、工作海拔高度、外形尺寸、質量等項目。 五五集成穩壓器的主要技術參數集成穩壓器的主要技術參數5.1 電壓調整率（線性調整率）當負載不變、輸入電壓 變化時，維持輸出電壓不變的能力叫電壓調整率。常用的是單位輸出電壓下的輸出電壓 的變化量 與輸入電壓 的變化率之比 ，百分比屬表示為：1U0U0U1U1U%10010UUSUUS五五集成穩壓器的主要技術參數集成穩壓器的主要技術參數5.2 電流調整率（負載調整率） 當輸入電壓保持不變而負載電流 在規定范圍內變化，輸出電壓相對變化的百分比。 LS0I五五集成穩壓器的主要技術參數集成穩壓器的主要

11、技術參數5.3 紋波抑制比當直流輸入和輸出條件保持不變，測得輸入紋波電壓峰值 與輸出紋波電壓峰值 之比分貝數。 dpSfUgUgfdpUUSlg20五五集成穩壓器的主要技術參數集成穩壓器的主要技術參數5.4 紋波電流或電壓紋波電流或電壓是指的電流的中的高次諧波成分，會帶來電流或電壓幅值的變化,可能導致擊穿，由于是交流成分，會在電容上發生耗散，如果電流的紋波成分過大，超過了電容的最大容許紋波電流，會導致電容燒毀。 五五集成穩壓器的主要技術參數集成穩壓器的主要技術參數5.5 紋波系數紋波系數，簡單的說，就是直流電壓中的交流成分的峰峰值。五五集成穩壓器的主要技術參數集成穩壓器的主要技術參數5.6 輸

12、出噪聲電壓 穩壓集成電路內部的電路如基準電源、誤差放大器等的噪聲會從穩壓集成電路的輸出端輸出。在規定的直流輸入電壓下，其輸出噪聲電壓的均方根值即為輸出噪聲電壓。 noU五五集成穩壓器的主要技術參數集成穩壓器的主要技術參數5.7 輸出阻抗 單位負載電流變化引起所引起的輸出電壓的變化量即為輸出阻抗。0Z000IUZ五五集成穩壓器的主要技術參數集成穩壓器的主要技術參數5.8 輸出電壓溫度系統 表示穩壓電路隨環境溫度變化時輸出電壓變化情況。定義為在工作溫度范圍內，當輸入電壓和負載電流保持不變時，單位溫度變化引起的輸出電壓變化量。tS%00TUUSt五五集成穩壓器的主要技術參數集成穩壓器的主要技術參數5

13、.9 最大輸入電壓 能夠保證穩壓電路能夠安全工作的最大輸入電壓瞬時值。 max1U五五集成穩壓器的主要技術參數集成穩壓器的主要技術參數5.10 輸出電壓 對固定穩壓電路為額定的輸出電壓值。對可調穩壓器有一個輸出電壓范圍；其最小輸出電壓一般等于其基準電壓值，最大輸出電壓則等于穩壓電路最大輸入電壓減去它的最小輸入的電壓差。0U五五集成穩壓器的主要技術參數集成穩壓器的主要技術參數5.11 輸出電壓偏差 對固定輸出穩壓電路，其輸出電壓與固定標稱值之間的偏差，其偏差應在允許范圍內。 0U五五集成穩壓器的主要技術參數集成穩壓器的主要技術參數5.12 最小輸入電壓 能保證穩壓電路輸出電壓穩定的最小輸入電壓值

14、。 min1U五五集成穩壓器的主要技術參數集成穩壓器的主要技術參數5.13 靜態電流 和靜態電流變化量 輸入電源電壓下，維持集成穩壓電路內部電路正常的工作電流稱為靜態電流。該電流隨輸入電壓變化或輸出電流變化而變化，此變化量稱為靜態電流變化量。 dIdI五五集成穩壓器的主要技術參數集成穩壓器的主要技術參數5.14 最大輸出電流 穩壓器能保持輸出電壓不變的最大輸出電流。 max0I五五集成穩壓器的主要技術參數集成穩壓器的主要技術參數5.15 調整端電流 和調整端電流變化量 可調集成穩壓電路特有的工作參數。 adjIadjI五五集成穩壓器的主要技術參數集成穩壓器的主要技術參數5.16 最大輸入輸出電

15、壓差 能夠保證穩壓器正常工作的最大的輸入電壓與輸出電壓之間的差。 01UU 五五集成穩壓器的主要技術參數集成穩壓器的主要技術參數5.17 最小輸出負載電流 有些集成穩壓電路要穩定工作就必須有一個最小負載電流流出，有些集成穩壓器則不需要。min0I五五集成穩壓器的主要技術參數集成穩壓器的主要技術參數5.18 最大耗散功率 穩壓電路正常工作時所能承受的最大功耗，其功耗由穩壓電路的內部功耗和調整管的功耗兩部分組成。maxdP六六補充概念補充概念6.1 漏電流 流經輸入側地線的電流，從安全考慮規定為0.51mA 六六補充概念補充概念6.2 紋波 紋波是直流穩壓電源輸出端呈現交流成分的分量，用峰-峰值表

16、示，一般為輸出電壓的0.5%以內。噪聲是輸出端呈現的除紋波以外頻率的分量，也用峰-峰值表示，一般為輸出電壓的1%。當噪聲與紋波沒有明確區分時，應該規定紋波與噪聲的總合成值。多數場合中規定紋波與噪聲的總合成值為輸出電壓的2%以內。 六六補充概念補充概念6.3 線路調整率 輸入電壓的波動范圍與輸出電壓的波動范圍之比，隨著技術的發展，線路調整率不斷提高，電源對電網的適應能力很重要，尤其是現在我國的電網相對來說還不太穩定，有時電網電壓會有較大波動。 六六補充概念補充概念6.4 過電流保護 輸出短路或過載時對電源或負載進行的保護，即為過電流保護。過電流的設定值一般為額定電流的110%130%。但在不損壞

17、電源與負載的前提下，不規定短路保護時的電流值的情況也很多，這種情況下電路一般為自動恢復型。 六六補充概念補充概念6.5 過電壓保護 當輸出端出現過大電壓時對負載進行保護的功能。過電壓保護值一般規定為額定輸出電壓的130%150%。發生過電壓時應使開關電源停止工作，并斷開輸出。一般可通過再接通輸入電源或加復位信號，使開關電源恢復正常工作狀態。 六六補充概念補充概念6.6 欠壓保護 當輸出電壓低于規定值時為保護負載誤動作，電壓監測電路發出電源停止工作信號，并發出報警信號。 六六補充概念補充概念6.7 過熱保護因電源內部異常或使用方法不當而使電源溫升超過規定值時，使電源停止工作，并發出警報信號，同時

18、進行強制冷風；當冷卻功能異常，部件溫度超過規定使用部件最高溫度時電源關閉。 六六補充概念補充概念6.8 電磁傳導干擾（EMI） 任何一個合格的電器產品，都要對電磁傳導干擾作一定的處理。這里包含兩個方面的內容：一是防止外部電磁干擾的侵入，以免影響自身的工作；二是保證產品本身的電磁諧波不外泄到電網和周圍環境，以免影響其他電器的正常工作。 七七電源性能基本參數的測試方法電源性能基本參數的測試方法7.1 交流穩壓電源性能指標的測試方法7.1.1 輸入電壓范圍測試7.1.2 負載效應測試 7.1.3 源電壓效應測試 7.1.4 失真度測試 7.2 直流電源性能指標的測試方法 7.2.1 源效應測試 7.

19、3 開關電源的紋波與噪聲的測試方法 7.4 溫度穩定性7.5 其他性能指標的測試方法 7.1交流穩壓電源性能指標的測試方法交流穩壓電源性能指標的測試方法7.1.1 輸入電壓范圍測試 交流穩壓電源輸入電壓從最小值（下限值）到最大值（上限值）之間的范圍，通常用額定輸入電壓的百分數表示，在該范圍內穩壓電源應能保證輸出額定電壓。測試電路如圖2.1 表示7.1 電源性能基本參數的測試方法電源性能基本參數的測試方法 7.1交流穩壓電源性能指標的測試方法交流穩壓電源性能指標的測試方法7.1.1 輸入電壓范圍測試測試說明和要求1.調節交流調壓器使交流穩壓電源的輸入和輸出電壓均為額定值。2.向低端調交流調壓器的

20、輸出電壓，交流穩壓電源的輸出電壓應為額定值；繼續降低交流調壓器的輸出電壓，直到交流電源輸出電壓剛剛偏離穩壓精度要求的電壓值，此時，交流調壓器的輸出電壓即為交流電源輸入電壓范圍的下限值。3.向高端調交流調壓器的輸出電壓，重讀2的過程，確定交流穩壓電源輸入電壓范圍的上限值。上、下限值之間的范圍，即為交流穩壓電源輸入電壓范圍。7.1 交流穩壓電源性能指標的測試方法交流穩壓電源性能指標的測試方法7.1.2 負載效應測試 交流穩壓電源輸入電壓從最小值（下限值）到最大值（上限值）之間的范圍，通常用額定輸入電壓的百分數表示，在該范圍內穩壓電源應能保證輸出額定電壓。7.1交流穩壓電源性能指標的測試方法交流穩壓

21、電源性能指標的測試方法7.1.2 負載效應測試 測試電路測試電路如圖2.2所示。因測量輸出電壓為穩定值，故圖中N為準確度較高（與要求的測量精度相適應）的交流電壓表。為了避免與負載相接的導線上的壓降影響測量的結果，電壓表應以四端接法接到穩壓電源的輸出端。四端接法只有在高精度電壓表中才出現，是為了消除線路接觸電阻及輸出線上壓降的影響而采用特殊的電壓表進行測量的方法。這種電壓表具有四個端子，其中兩個端子為控制端，讀者可以參考高精度電壓表使用說明書。7.1交流穩壓電源性能指標的測試方法交流穩壓電源性能指標的測試方法7.1 交流穩壓電源性能指標的測試方法交流穩壓電源性能指標的測試方法7.1.2 負載效應

22、測試測試說明和要求1. 將輸出源電壓調到最低額定值和最高額定值進行兩次試驗。改變負載，使穩壓電源的輸出電流從最小變到最大，再從最大變到最小。負載每增加或減少10%，記錄一個穩態輸出電壓值。輸出電壓的最大差值（取兩次試驗的較大者）除以標稱輸出電壓即為所求的負載擾動輸出穩定度。2. 對提供可調輸出的穩壓電源，應將輸出電壓分別設定在最小值和最大值進行試驗，并以各種試驗所得值的較大者作為試驗結果。7.1交流穩壓電源性能指標的測試方法交流穩壓電源性能指標的測試方法7.1.3 源電壓效應測試 源電壓效應是所有影響量均保持恒定（如負載不變、溫度不變），僅由輸入電壓變化所引起的輸出電壓變化的效應。源電壓效應也

23、稱源電壓擾動輸出穩定度。 7.1 交流穩壓電源性能指標的測試方法交流穩壓電源性能指標的測試方法7.1.3 源電壓效應測試測試電路 如圖2.2 表示，圖中N為交流電壓表。7.1 交流穩壓電源性能指標的測試方法交流穩壓電源性能指標的測試方法7.1.3 源電壓效應測試測試說明和要求在空載和滿載時進行兩次試驗。將源電壓從90%標稱值變為標稱值，再變為110%標稱值，測出三個穩態輸出電壓值。3分鐘后，從110%標稱值變為標稱值，再變為90%標稱值，在測出三個穩態輸出電壓值。輸出電壓的最大差值（取空載試驗和滿載試驗的較大者）除以標稱輸出電壓即為所求的源電壓效應。 7.1 交流穩壓電源性能指標的測試方法交流

24、穩壓電源性能指標的測試方法7.1.4 失真度測試失真度可以通過相對諧波含量得到。相對諧波含量是諧波含量的方均根值與非正弦周期函數的方均根值之比。 7.1 交流穩壓電源性能指標的測試方法交流穩壓電源性能指標的測試方法7.1.4 失真度測試測試電路 測試電路如圖2.3所示測試說明和要求 總的源電壓失真保持為03%。在源電壓為110%標稱值、標稱值和90%標稱值時進行三次試驗，用失真度儀或波形分析儀測量輸出電壓的相對諧波含量。 7.1 交流穩壓電源性能指標的測試方法交流穩壓電源性能指標的測試方法7.2 直流電源性能指標的測試方法直流電源性能指標的測試方法 7.2.1 源效應測試源效應是指僅當由于輸入

25、量的變化而引起輸出穩定量的變化的效應。對于一個普通穩壓電源來說，輸入量就指輸入電壓。源效應輸出穩定度也稱輸出穩定度。源效應約在時間等于5倍瞬時恢復時間出現，并在 的時間間隔內測量，源階躍變化后的瞬時特性如圖2.4所示。圖中： 為輸入電壓即源電壓， 為輸出電壓， 為輸入電壓的變化量， 為輸出電壓的允許范圍， 為源電壓擾動開始到輸出電壓進入允許范圍的時間， 為輸出電壓穩定時的波動范圍。 為輸出標稱值， 為從擾動開始到輸出電壓超越允許范圍的時間。 t 5st105 1UoU1UDtSNUDT交流穩壓電源性能指標的測試方法交流穩壓電源性能指標的測試方法7.2 直流電源性能指標的測試方法直流電源性能指標

26、的測試方法7.2.1 源效應測試測試電路 測試電路如圖2.5(a)和2.5(b)所示直流電源性能指標的測試方法直流電源性能指標的測試方法7.2 直流電源性能指標的測試方法直流電源性能指標的測試方法7.2.1 源效應測試測試說明和要求1. 源電壓是可變影響量，它應在額定范圍或源效應規定的其他范圍內變化。階躍供電設備應能夠在規定的極限之間階躍地改變源電壓的幅值加載時不應引起電源電壓幅度的明顯變化。2. 對多路輸出電源的測試規定和對可調電源的穩壓性能的測試規定同前。3. 測試電路中使用的儀器設備的量程、準確度應滿足測量的要求。7.2 直流電源性能指標的測試方法直流電源性能指標的測試方法7.2.1 源效應測試測試說明和要求4. 測量時，首先測出不同輸出電壓（