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文檔簡介
1、1、電源的基本工作原理是什么?答:通過運行高頻開關技術將輸入的較高的交流電壓(AC)轉換為PC電腦工作所需要的較低的直流電壓(DC)。2、電源的工作流程是怎樣的?答:當市電進入電源后,先經過扼流線圈和電容濾波去除高頻雜波和干擾信號,然后經過整流和濾波得到高壓直流電。接著通過開關電路把直流電轉為高頻脈動直流電,再送高頻開關變壓器降壓。然后濾除高頻交流部分,這樣最后輸出供電腦使用相對純凈的低壓直流電。3、EMI電路的主要作用是什么?答:EMI電路的作用是濾除由電網進來的各種干擾信號,防止電源開關電路形成的高頻擾竄電網。EMI是CCC認證一個重要內容。4、什么是高壓整流濾波電路?答:高壓整流濾波電路
2、由一個整流橋和兩個高壓電解電容組成。作用是把220V交流市電轉換成300V直流電。5、高壓電解電容一般有哪幾種?答:高壓電解電容我們通常所說的大電容,一般有兩個,由于其耐壓值特別高,所以體積非常大。按容量分,高壓電解電容一般有330uf、470uf、680uf、820uf、1000uf、1200uf等,耐壓值一般是200V,耐溫85度。6、開關電路的原理是什么?答:開關電路的原理是由開關管和PWM(Pulse Width Modulation)控制芯片構成振蕩電路,產生高頻脈沖。將高壓整流濾波電路產生的高壓直流電變成高頻脈沖直流電,送到主變壓器降壓,變成低頻脈沖直流電。 7、低壓整流濾波電路的
3、原理是什么?答:低頻脈沖直流電經過二極管整流后,再由電解電容濾波,這樣,輸出的就是不同電壓的穩定的電流了。由于這里電壓已經很低了,所以盡管電容容量很大,通常有1000uf、2200uf等,但由于不需要很高的耐壓值,所以電容體積很小。8、輔助電路有什么作用?答:300V直流電通過輔助電源開關管成為脈沖電流,通過輔助電源變壓器輸出二組交流電壓,一路經整流、三端穩壓器穩壓,輸出+5VSB,加到主板上作為待機電壓;另一路經整流濾波,輸出輔助20V電源,供給PWM等芯片工作。有了輔助電路,計算機就可以實現軟件開機、關機了。9、什么是PFC?答:PFC(Power Factor Correction)即“
4、功率因數校正”,主要用來表征電子產品對電能的利用效率。功率因數越高,說明電能的利用效率越高。通過CCC認證的電腦電源,都必須增加PFC電路。位置在第二層濾波之后,全橋整流電路之前。PFC有兩種,一種是無源PFC(也稱被動式PFC),一種是有源PFC(也稱主動式PFC)。10、主動式PFC有什么特點?答:主動式PFC輸入電壓可以從90V到270V;功率因數高于0.99,并具有低損耗和高可靠等優點;可用作輔助電源,而不再需要輔助電源變壓器;輸出DC電壓紋波很小,因此采用主動式PFC的電源不需要采用很大容量的濾波電容。11、被動式PFC有什么特點?答:被動式PFC一般采用電感補償方法,通過使交流輸入
5、的基波電流與電壓之間相位差減小來提高功率因數,被動式PFC的功率因數不是很高,只能達到0.70.8,并且發熱量比較大。12、電源的軟件開機關機功能通過什么實現的?答:電源的軟件開機關機功能是通過PW-OK電路實現的。待機時PW-OK向主機輸出零電平的電源自檢信號,主機停止工作處于待命狀態。受控啟動后,PW-OK在開關電源輸出電壓穩定后再延遲幾百毫秒由0電平起跳到5V,向主機輸出高電平的信號。該信號相當于AT電源的PG信號。主機檢測到PW-OK電源完好的信號后啟動系統。在主機運行過程中若遇市電掉電或關機時,PW-OK輸出信號比ATX開關電源5V輸出電壓提前幾百毫秒消失,通知主機觸發系統在電源斷電
6、前自動關閉,防止突然掉電時硬盤磁頭來不及移至著陸區而劃傷硬盤。13、什么是傳導干擾?答:傳導干擾是用來衡量電子產品在運行過程中對整個電網發送電子干擾信號大小的一個概念。所有的電子產品在用電時都會對電網發出干擾信號,如果干擾信號過大,就會影響整個電網的用電質量,從而干擾到其他電器的正常運行。因此,大多數國家對電子產品的傳導干擾指標都有一個硬性的規定,禁止傳導干擾過大的產品生產、銷售。14、電源測試中比較重要的有哪些項目?答:主要有交叉負載,浪涌,輸入電壓,紋波噪音,輸出短路,過功率,轉換效率,功率因數,響應時間,時序,噪音,傳導輻射,漏電流,高低溫測試等。15、什么是浪涌電流?答:浪涌電流指電源
7、接通瞬間,流入電源設備的峰值電流。由于輸入濾波電容迅速充電,所以該峰值電流遠遠大于穩態輸入電流。電源應該限制AC開關、整流橋、保險絲、EMI濾波器件能承受的浪涌水平。反復開關環路,AC輸入電壓不應損壞電源或者導致保險絲燒斷。16、什么是轉換效率?答:由于電源在工作中,有部分電能轉換成熱量損耗掉了。因此,電源必須盡量減少熱量的損耗。轉換效率就是輸出功率除以輸入功率的百分比。1.3版電源要求滿載下最小轉換效率為70%。2.0版更是將推薦轉換效率提高到了80%。 17、功率因數與轉換效率有什么區別?答:盡管功率因數和轉換效率都是指電源的利用率,但區別卻很大。簡單的說,功率因數產生的損耗是電力部門負擔
8、,而轉換效率的損耗是用戶自己負擔。可以看得出來,功率因數、EMI等都是對國家電網的保護。18、什么是額定功率?答:額定功率是指電源在穩定、持續工作下的最大負載,額定功率代表了一臺電源真正的負載能力,比如,一臺電源的額定功率是300W,其含義是每天24小時、每年365天持續工作時,所有負載之和不能超過300W。但實際上,電源都有一定的冗余,比如額定功率300W的電源,在310W的時候還能穩定正常工作,但盡量不要超過額定功率使用,否則可能導致電源或其他電腦部件因為過流而燒毀。19、什么是過功率保護?答:除了額定功率之外,還有一個數據,叫“過載保護”,英文叫“OPP”。過載保護指電源的負載持續上升,
9、達到某個點了,電源就自動斷電,以免出現過流損壞電源或者電腦的其他部件。OPP值通常是額定功率的1.3倍左右,有些廠商把OPP設得太高,其實是不安全的。在額定功率和OPP之間,會有一個區間,比如,新冷鉆額定功率300W,OPP為370W,那么,300-370W之間的這個區域就是一個“盲區”。如果在這個區間停留的時間過長(一般可以持續數十秒時間),很可能導致電源或電腦的其他部件燒毀。20、溫控電源的原理是什么?答:溫控電路主要是通過熱敏電阻實現的。當電源開始工作時,風扇供電電壓為7V,當電源內溫度升高,熱敏電阻阻值減小,電壓逐漸增加,風扇轉速也提高。這樣就可以保持機殼內溫度保持一個較低的水平。在負
10、載很輕的情況下,能夠實現靜音效果。負載很大時,能保證散熱。我們的測試方法是基于最新版本的ATX Power Supply Design Guide發展而來的。現在,更多地參考一個更加全面的文檔Power Supply Design Guide for DesktopPlatform Form Factors。這個文檔不僅描述了ATX電源,還涵蓋了其他形式的電源(CFX,TFX,SFX等)。雖然PSDG不是對電源廠商的正式規定,但如果不事先說明,一款PC電源(即用于普通用途的零售產品,而不是一個特定的廠商的一款特定的電源)必須遵守PSDG的要求。第一部分1.1 視覺檢查首先看一下外觀,除了從美學
11、角度欣賞,視覺檢查還能提供一些反映產品質量的線索。第一,外殼的質量。例如金屬的厚度、硬度、裝配的特征(例如,用薄鋼制成的電源用7或8個螺釘固定,而不是常用的4個)、油漆的質量等。第二,內部元件的安裝質量。對于一個終端用戶來說,了解所有元件的細節意義不大。如果電源在整體上采用了非標準的電路設計,我們會嘗試大致描述它,并解釋為什么研發人員選擇這樣的設計。當然,我們會關注任何制造質量上的嚴重缺陷,諸如拙劣的焊接。第三,電源的標稱參數。對于廉價的電源,標稱往往反映出質量,例如銘牌標稱的輸出總功率遠大于同個銘牌上標稱的電流和電壓的總和。另外,我們還會列出電源的纜線和接頭,包括長度。1.2 滿負載工作一個
12、電源的完全輸出功率是最直觀和最易理解的參數,因此在終端用戶中最為流行。電源銘牌上會標注所謂的連續輸出功率(即額定輸出功率)。有時也會標注峰值輸出功率電源輸出峰值功率的時間不會超過1分鐘。一些不負責的廠商只在室溫下測定額定功率或者峰值功率。這樣的電源在實際的PC中時,環境溫度顯然比室溫高,因此允許的最大輸出功率會降低。根據ATX12V Power Supply Design Guide,電源輸出功率必須在50的環境溫度下測得。一些廠商甚至明確地提到這個溫度,以避免誤解。不過我們的測試條件要寬松一些。我們在典型的室溫下(即22-25),讓電源工作在滿負載下至少半個小時。如果測試期間沒有發現異常,那
13、么我們認為電源通過了測試。我們現有測試平臺的滿負載可以達到1350W。1.3 交叉負載特性雖然PC電源能夠提供數個電壓的輸出,但是主要的是+12V、+5V和+3.3V,在很多電源中+12V和+5V共用一個調節器(regulator)。這個調節器對所控制的兩個電壓的算數平均值進行調節,這個設計就是所謂的聯合電壓調節。這種設計的優缺點是顯而易見的。一方面,電源的成本下降了。另一方面,不同電壓的輸出互相影響。例如,如果+12V的負載增大,相應的電壓會減小,于是調節器嘗試將這個電壓提高到原來的水平。但是,調節器同時控制著兩個電壓,因此+5V的電壓也增大了。如果+12V和+5V的電壓分別與正常值的偏差的
14、均值為0,調節器則認為是正常的。其結果就是,+12V比正常值稍低,+5V比正常值稍高。交叉負載圖可以反映交叉負載特性。一個交叉負載圖的例子X軸為+12V的負載(如果電源有多路+12V輸出,則為各路的聯合負載)。Y軸為+5V和+3.3V的聯合負載。于是,圖中的每個點對應特定的負載分布。為了更加直觀,我們用不同顏色表示電壓與正常值的偏離,從綠色(偏離小于1%)到紅色(偏離4-5%)。偏離超過5%是不允許的。上面的交叉負載圖說明被測電源的+12V輸出相當穩定,大部分區域為綠色。只有當負載分配偏向于+5V和+3.3V時,+12V變為紅色。此外,交叉負載圖的邊緣在左右和底部受最小和最大允許負載的限制,頂
15、部的不平坦是因為電壓偏離超過了5%。行業標準不允許電源工作在這樣的負載下。交叉負載圖上的典型負載區域電壓在什么區域偏離的最厲害,也是很重要的問題。上圖的陰影區域表示現代PC的典型功耗:高功耗的配件(顯卡,CPU)都是從+12V取電,所以+12V處于高負載狀態。相反,+5V和+3.3V只用于給硬盤和主板供電。即使在頂級PC中,+5V和+3.3V的負載也不會超過幾十瓦。對比上面兩個電源的交叉負載圖,你會發現第一個電源在對于現代PC不重要的區域出現紅色。而第二個電源的情況正好相反。所以,雖然這兩個電源在整個負載范圍內的測試結果相似,但是第一個電源在實際使用中表現更好。在測試中,我們測量主要的3路輸出
16、:+12V、+5V和+3.3V。在我們的文章中,會有一張動態的三幀圖像反映了交叉負載特性,其中每一幀對應于上述的一路輸出。最近有越來越多的電源對輸出電壓有專用的調節器,典型的設計是加一個額外的可飽和電感調節器。這些電源的輸出電壓之間依賴性很小,它們的交叉負載圖基本上都是綠色的。1.4 風扇轉速和溫升電源冷卻系統的效率可以用兩個參數衡量:噪音和溫升。顯然,電源很難同時在兩方面都做的很好。為了測試冷卻系統的效率,我們調節負載,從50W至最大值,每次調節后保持20-30分鐘使電源發熱直至溫度穩定。然后我們用光學轉速計Velleman DTO2234測量電源風扇的轉速,用雙通道數字溫度計Fluke 5
17、4 II測量電源進風口和出風口的溫度差。理想情況下,這兩個數值都是低的。如果溫度和風扇轉速都很高,那么這個冷卻系統設計是糟糕的。每個現代的電源都能調節風扇轉速,除了其初始轉速以外(也就是在最小負載下的轉速,當PC空閑且顯卡和CPU的風扇轉速都處于最低值時,這個轉速決定了電源的噪音)。轉速對負載的依賴性存在很大差異。一個入門級的電源往往不用額外的電路控制風扇轉速,而是只用一個熱敏電阻轉速變化范圍只有10-15%,基本上等于沒有調節。很多電源廠商會標明風扇的噪音(dB)和轉速(rpm)。這兩個參數往往伴隨著營銷欺詐在18的條件下測試。結果可能很漂亮(比如噪音16dB),但是沒有實際意義,因為PC中
18、的溫度會高出10-15。另外一個欺詐是,有的電源采用了兩個風扇,廠商只說明了其中轉速較慢的風扇的參數。1.5 輸出電壓紋波開關電源的關鍵所有PC電源都是開關電源是降壓變換器的工作頻率比電網交流電的頻率高很多倍。變壓器的尺寸得以大大減小。電源輸入的交流電壓(在不同地區,頻率為50Hz或者60Hz)經過整流(rectify)和平滑(smooth)后加在開關管上,將直流電壓轉換回交流電壓,但是頻率提高了很多(60-120kHz,取決于不同的電源方案)。這個電壓經過高頻變壓器后降低至我們會需要的電壓(12V,5V等),然后又經過整流和平滑。理想情況下,電源的輸出電壓應該是一個嚴格的常數,但是要從高頻交
19、流電轉換得到是不可能的。ATX12V Power Supply Design Guide要求輸出電壓的紋波,對于+5V和+3.3V不超過50mV,對于+12V不超過120mV。我們用雙通道示波器Velleman PCSU1000記錄電源在滿負載下各個電壓輸出的波形圖,并整合到一張圖中:上、中、下三條曲線分別對應+5V、+12V和+3.3V。曲線右側表示最大允許波動。+5V波形圖中的高尖峰說明這個電源不能過濾高頻噪音,這通常是因為選用了劣質的電解電容效能隨著工作頻率的升高而惡化。如果輸出電壓紋波超出正常范圍,就可能影響PC的穩定性,干擾聲卡和其他類似的設備。1.6 效率上面討論的都是電源的輸出參
20、數,討論效率時需要考慮輸入參數。也就是說從電網得到的功率有多少百分比被電源用來帶動負載。浪費掉的功率是因為發熱。ATX12V 2.2標準對電源效率的限制如下:典型負載高于72%,滿載高于70%,低載高于65%。此外還有非強制性的要求(典型負載下效率高于80%)和自愿認證計劃“80PLUS”(要求電源效率高于80%,并且在20%以上負載時效率更高)。新的認證計劃Energy Star 4.0與80PLUS有相同的要求。電源的效率依賴于輸入電壓。輸入電壓越高,效率越高。110V和220V電網下的效率差別約為2%。此外,相同電源方案的不同產品在效率上可能有1-2%的差別,因為選用的元件參數不同。在測
21、試中,電源的負載從50W以小步進增加至標稱的最大值,測量電源從電網中消耗的功率。輸出功率與輸入功率之比即電源的效率。由此我們得效率與負載的關系圖。典型開關電源的效率一開始隨著負載的增加而快速增大,達到最大值后,緩慢減小。這種非線性導致一個有趣的結果:從效率的角度看,應該根據負載購買合適標稱輸出功率的電源。如果你給電源留了很大的余量,那么在低負載時電源并不是高效的。1.7 功率因素交流電網提供兩種功率:有功功率和無功功率。有兩種情況會產生無功功率:第一,負載電流與電網電壓的相位不同(即負載是感性或者容性的)。第二,負載是非線性的。PC電源顯然是第二種情況。通常情況下,在電壓最大值對應的相位時,電
22、流的波形是一個尖銳脈沖。(不確定,原文是It will normally consume the mains current in short high impulsesthat coincide with the maximums of the mains voltage.)問題是,當有功功率完全轉化為對電源的有用功時(包括電源用來帶動負載的功率和用來發熱的功率),無功功率并沒有被消耗。它回到了電網中,在發電機和負載之間徘徊,和有功功率一樣使電線發熱。所以無功功率必須去除。主動PFC是最為有效的去除無功功率的方法。事實上它是這樣的一個脈沖變壓器,它的瞬時功率與電網的瞬時電壓成比例。換句話說,
23、它是線性的并且只消耗有功功率。主動PFC輸出的電壓直接加到電源的開關變壓器上。開關變壓器是非線性元件,因此是無功負載。但是現在加在上面的是直流電壓,所以第二個變壓器的非線性就不要緊了,因為它已經與電網分離開來,不能對電網產生影響。(這段不懂)功率因素是用來衡量無功功率的,它等于有功功率與有功功率和無功功率之和(視在功率)的比值。普通電源的功率因素約為0.65,主動PFC的電源功率因素可達0.97-0.99。有時候,用戶,甚至硬件評測者將功率因素和效率混為一談,這是非常嚴重的錯誤。功率因素是有功功率與視在功率的比值,效率是用來帶動顯卡、CPU等負載所消耗的功率與有功功率的比值。一般來說,主動PF
24、C的受益者是電網公司,而不是用戶,因為主動PFC能減小電網上1/3甚至更多的PC負載。主動PFC對于用戶的意義不大,因為電表只計有功功率。主動PFC的一個附加的作用是電源能夠適應從90V到260V全范圍無間隙的輸入電壓,使得電源可以在不同的電網下通用,而不需要手動選擇輸入電壓。此外,能夠手動切換輸入電壓的電源,只能工作在兩個電壓范圍內:90-130V和180-260V,在130-180V的范圍內不能正常工作。所以,如果所在地區的電力供應不穩定,AC電壓經常低于180V,那么用主動PFC的電源可以不用使用UPS,或者可以使UPS電源的壽命更長。不過,有主動PFC并不意味著電源支持全范圍的輸入電壓
25、。有時候將輸入電壓的范圍設計為180-260V,目的是降低成本。除了主動PFC,還有被動PFC。被動PFC是校正功率因素的最簡單的方法。它只是一個與電源串聯的大扼流圈。它的電感能平滑上面提到的電流脈沖,從而減小非線性的程度。被動PFC的作用很小功率因素只是從0.65增大到0.7-0.75。不過考慮到主動PFC要重新設計電源的高壓電路,被動PFC可以方便地加入已有的電源。我們測量功率因素的方法和測量效率的方法一致負載從50W逐步增加至最大。得到的結果與效率測試的結果放在同一張圖里。1.8 與UPS一起工作(略)第二部分2.1 雙路+12V輸出以前的PC電源通常每個輸出電壓對應一路輸出(+5V、+
26、12V、+3.3V,以及幾個負電壓),每路輸出的最大功率不會超過150-200W。只有一些高瓦數的服務器電源,+5V的負載會達到50A,即250W。當電腦的功耗越來越大,并且功耗分布偏向于+12V時,情況發生了改變。ATX12V 1.3標準建議+12V單路輸出最大電流為18A。這是出于安全考慮。根據EN-60950標準,用戶可接觸的點換接頭的最大輸出功率不能超過240VA。我們認為,較高的輸出功率引起各種災禍的可能性也較高,例如短路導致的燃燒或者硬件故障。顯然,當+12V單路輸出20A時,電源接頭是安全的。所以,當+12V的允許輸出功率亟待提高時,ATX12V標準的制定者Intel公司決定將一
27、路輸出分為多路輸出,每路的最大電流為18A(與20A的差出的2A是余量)。如果不是出于安全考慮,這樣的設計沒有必要。也就是說,實際上電源只要做單路+12V輸出即可。現在要實現的只是當任意一個12V接頭的電流超過18A時會觸發過流保護,只要裝幾個分流器,每個分流器控制一組接頭。其結果是,所有單個12V的接頭的輸出功率都不超過18A*12V = 216VA,但是不同12V接頭的聯合輸出功率可以比這個數值高。所以事實上沒有雙路、三路、四路+12V輸出的電源。如果只需要幾個分流器和一個簡單的芯片(控制分流器的電壓,分流器的電阻已知,然后知道通過分流器的電流就能知道電壓)能夠達到目的,電源工程師為什么要
28、在本已擁擠的電源中加入額外的元件呢。2.2 短路保護(SCP)這只是ATX12V Power Supply Design Guide的強制性要求。2.3 過載保護(OPP)同上2.4 過流保護(OCP)非強制性的要求,不是所有電源都有,也不是電源的所有輸出都有。2.5 過熱保護(OTP)非強制性要求,而且通常電源都沒有。2.6 過電壓保護(OVP)強制性要求,但只是針對嚴重的故障。只有在輸出電壓高于正常值20-25%時才起作用。2.7 欠電壓保護(UVP)與OVP對應,范圍也是20-25%。2.8 尼龍套管電源輸出線纜上柔軟的編織尼龍套管(是說蛇皮網吧)可以使機箱內看起來整潔。然而不幸的是,很
29、多廠商將尼龍套管偷換為厚厚的塑料套管,通常是屏蔽的(指整根線纜),還帶UV光。后者是主觀的,不加以評論,但是屏蔽對于線纜沒有任何好處。厚厚的套管使得線纜堅硬且不易彎曲,從而使得布線變得困難,更危險的是彎曲的載荷必須由接頭來承擔。另外,這些套管對改善機箱內風道的幫助很小。2.9 支持雙核CPU與單核CPU對比,雙核CPU對電源沒有任何特殊的要求。2.10 支持SLI和CrossFire包含兩重意思:第一,擁有多個顯卡供電接頭。第二,高瓦數往往遠大于典型的SLI或CrossFire系統的需求。2.11 工業級元件工業級元件的工作溫度范圍很大。但是在電源中安裝一個能在-45溫度下工作的芯片有什么意義
30、?因為這個電源永遠不會在這樣寒冷的環境中使用。有時,“工業級元件”指的是能在105溫度下工作的電容。電源輸出電路的電容除了自身的發熱以外,還距離高溫的扼流圈很近,所以一般都是使用最大耐溫105的電容,否則電容的壽命會很短。當然,電源內部的溫度要低很多,但是電容的壽命依賴于環境溫度。在相同的熱條件下,耐溫高的電容壽命長。輸入高壓電容的工作溫度是室溫,因此用一個相對便宜的85電容對電源的壽命影響不大。2.12 先進的雙管正激設計用晦澀的術語誘惑潛在的消費者是市場部門的法寶之一這里,雙管正激指的是電源的拓撲,也就是電路設計的基本思想。除了雙管正激,還有很多不同的拓撲,如單端正激或者半橋。只有專業人員
31、對這些術語感興趣,對于普通用戶它們的意義不大。電源拓撲的選擇取決于多個因素,如滿足特性需求(不同的拓撲對元件特性的要求不同)的晶體管、變壓器、控制芯片等是否易得,價格如何。舉個例子,單端正激比較簡單,成本低,但是在輸出部分需要一個高壓晶體管和一個高壓二極管,價格都很昂貴,所以單端正激只用于廉價的低瓦數電源上。半橋稍微復雜一些,但是對晶體管的需求要低2倍。所以這只是必需元件是否容易得到,價格是否合適的問題。(這段也不懂)2.13 雙變壓器設計使用兩個功率變壓器通常在高瓦數電源中(1000W或更高)也純粹是一個工程上的解決方案。采用這個解決方案可能是因為比較容易實現,但是它對電源的特性沒有影響,一
32、些廠商的關于采用雙變壓器設計后電源更加穩定、可靠之類的宣傳是沒有根據的。2.14 RoHS(略,主要涉及無鉛焊料,個人認為不能算營銷欺詐。)第三部分3.1 我們的測試平臺在我們的電源測試中,主要的任務是在不同負載下測試電源,直至達到最高負載。很多測試者用普通PC作為負載,將被測電源安裝到PC上。這個方法有兩個缺點:你不能控制PC的功耗,而且很難喂飽高瓦數電源。在電源廠商開始功率競賽的今天,他們的產品的性能已經遠遠超過典型PC的需求,因此第二個缺點是非常致命的。當然可能有人會說,如果實際PC的功耗小于500W,那么測試電源在負載500W以上時的性能沒有意義。但是,如果測試一款高瓦數電源卻不測試整
33、個負載范圍,那將是很奇怪的。在我們的實驗室中,我們采用了可編程控制的可調節負載。測試平臺基于大家熟知的MOSFET特性:MOSFET根據門電壓的大小限制流過漏源電路的電流大小。上圖是一個簡單的基于MOSFET的電流調節器:輸出電壓+V接被測電源,調節變阻器R1可以改變MOSFET的門電壓VT1,于是改變了流過MOSFET的電流I的大小,范圍從0至最大值(由晶體管特性和被測電源決定)。然而,這個電路不是完美的。即使門電壓保持不變,當MOSFET發熱時,它的特性稍有改變,電流I也隨之改變。為了解決這個問題,我們需要在電路中加入第二個電阻R2和一個運放DA1。當MOSFET開路時,電流I流過漏源電路
34、,流過電阻R2。根據歐姆定律,R2上的電壓U = R2*I。這個電壓加在運放DA1的反相輸入端,正相輸入端加上可變電阻R1上的控制電壓U1。運放的性質是改變輸出電壓使得正相、反相輸入端的電壓趨于一致。這里,運放的輸出電壓是MOSFET的門電壓,可以調節流過它的電流。假設電阻R2 = 1,我們設置R1上的電壓為1V。然后運放會改變它的輸出電壓使得R2上的壓降也為1V,電流I = 1V/1 = 1A。如果我們設置R1的電壓為2V,則I = 2A。如果因為MOSFET的發熱,電流I發生變化,R2上的壓降也相應地改變,運放會快速調整輸出電壓使電流I恢復原來的數值。于是,我們獲得了一個完美的可控負載,只要調節控制桿,就可以得到從0至最大值平滑變化的電流。這個電流可以很好地保持在設定值上。這個設備很小巧,比用一堆亂七八糟的低阻值電阻經過串聯啊并聯啊來測電源要容易多了。耗散在MOSFET上的最大功率取決與它的熱阻、晶圓的最大允許溫度、其上安裝的散
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