【導讀】效xiao率lv是shi電dian源yuan測ce試shi中zhong十shi分fen常chang見jian的de測ce試shi項xiang
，高gao效xiao的de電dian源yuan表biao現xian是shi眾zhong多duo廠chang家jia一yi直zhi追zhui求qiu的de目mu標biao。在zai芯xin片pian的de規gui格ge書shu中zhong，通tong常chang都dou會hui提ti供gong幾ji種zhong常chang見jian的de輸shu入ru輸shu出chu應ying用yong下xia的de效xiao率lv曲qu線xian。當dang實shi際ji的de應ying用yong範fan圍wei與yu規gui格ge書shu上shang不bu同tong，或huo者zhe在zaidemo板的基礎上我們進行了其它改動的時候
，就需要重新進行效率測試。

效xiao率lv是shi電dian源yuan測ce試shi中zhong十shi分fen常chang見jian的de測ce試shi項xiang，高gao效xiao的de電dian源yuan表biao現xian是shi眾zhong多duo廠chang家jia一yi直zhi追zhui求qiu的de目mu標biao。在zai芯xin片pian的de規gui格ge書shu中zhong，通tong常chang都dou會hui提ti供gong幾ji種zhong常chang見jian的de輸shu入ru輸shu出chu應ying用yong下xia的de效xiao率lv曲qu線xian。當dang實shi際ji的de應ying用yong範fan圍wei與yu規gui格ge書shu上shang不bu同tong，或huo者zhe在zaidemo板的基礎上我們進行了其它改動的時候

，就需要重新進行效率測試。

今天，就給大家詳細講一講如何進行效率測試，以及相關注意事項。

一
、基本概念

在介紹電源效率測試之前，首先我們需要搞清楚幾個定義和概念。

電源效率的定義：

其中
，輸出功率Pout=Vo×Io，輸入功率Pin=Vin×Iin。

需要指出的是，Iin是電源的平均輸入電流或者直流電流。在理想狀態下，η=1
，即完美的，轉換效率是100%
，但現實往往距離理想很遠。

那麼，損耗的能量都去哪裏了？根據能量守恒定律，一定是變成熱量散發出去了。對於電源工程師來說，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。

相對來說，由於二次電源比較簡單，所以這裏我們隻描述一次電源的測量方法（二次電源參考一次電源，或者選擇四個萬用表的方法，都可以進行測量）。

下麵，將向大家詳細介紹一下測量開關電源轉換效率的兩種不同方法。第一種方法使用一個瓦特表和兩個萬用表
；第二種方法介紹在沒有瓦特表的情況下如何進行測量，但不夠精確。

二、一次電源的測試方法

直(zhi)流(liu)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)僅(jin)等(deng)於(yu)電(dian)壓(ya)與(yu)電(dian)流(liu)的(de)乘(cheng)積(ji)，隻(zhi)需(xu)兩(liang)個(ge)萬(wan)用(yong)表(biao)即(ji)可(ke)測(ce)量(liang)出(chu)大(da)小(xiao)。我(wo)們(men)將(jiang)用(yong)一(yi)個(ge)高(gao)精(jing)度(du)萬(wan)用(yong)表(biao)來(lai)測(ce)量(liang)輸(shu)出(chu)到(dao)負(fu)載(zai)的(de)電(dian)流(liu)，用(yong)一(yi)個(ge)標(biao)準(zhun)萬(wan)用(yong)表(biao)來(lai)測(ce)量(liang)電(dian)源(yuan)的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)。

由於交流係統中電壓與電流之間存在相位角，因此不能簡單地將RMS輸入電壓與 RMS輸入電流相乘來計算輸入功率。隻有電源消耗的有功功率（P）才是必須考慮的。而返回到電源的無功功率Q，則不應考慮進來。

三
、瓦特表（功率表）

功率表（wattmeter）也被稱為瓦特表，是用來測量有功功率值的儀表
，電功率包括有功功率
、無功功率和視在功率
，同一個功率表可以交流
、直流兩用

，其主要應用與電力
、電測與計量等領域。

若按功率計在測試係統中的連接方式進行分類的話
，功率表可分為終端式和通過式兩種。

xuanzegonglvbiaodegonglvliangcheng，shishishangjiushizhengquexuanzegonglvbiaodedianyahedianliudeliangcheng。bixuzhuyideshi
，fuzaizuidagongzuodianliuhezuigaodianyabunengchaoguogonglvbiaodedianliuliangchenghedianyaliangcheng，zheyanggonglvbiaodegonglvliangchengzirandedaomanzu。fanzhi，ruguoxuanzeshizhizhuyigonglvliangchengshifoumanzuyaoqiu
，erhushiledianliu、電壓量程是否與負載電流
、電壓相適應
，那麼就有可能損壞功率表。

四
、功率表原理及構成

功gong率lv表biao主zhu要yao由you功gong率lv傳chuan感gan器qi和he功gong率lv指zhi示shi器qi兩liang部bu分fen組zu成cheng。其qi中zhong
，功gong率lv傳chuan感gan器qi也ye稱cheng為wei功gong率lv計ji探tan頭tou，它ta把ba高gao頻pin電dian信xin號hao通tong過guo能neng量liang轉zhuan換huan為wei可ke以yi直zhi接jie檢jian測ce的de電dian信xin號hao。而er功gong率lv指zhi示shi器qi包bao括kuo信xin號hao放fang大da
、變換和顯示器。顯示器直接顯示功率值。功率傳感器和功率指示器之間用電纜連接。

為了適應不同頻率、不同功率電平
，以及不同傳輸線結構的需要，一台功率計要配若幹個不同功能的功率表探頭。

1、功率表原理

通過式功率表：它是利用某種耦合裝置，如定向耦合器、耦合環、探針等從傳輸的功率中按一定的比例耦合出一部分功率
，送入功率計度量

，傳輸的總功率等於功率表指示值乘以比例係數。

測熱電阻型功率表：tazhuyaoshishiyongrebiandianzuzuogonglvchuanganyuanjian

，rebiandianzuzhidewenduxishujiaoda。beicexinhaodegonglvbeirebiandianzuxishouhouchanshengreliang，shiqizishenwendushenggao
，dianzuzhifashengxianzhubianhua

，liyongdianzudianqiaoceliangdianzuzhidebianhua，xianshigonglvzhi。

量熱式功率計典型的熱效應功率表：這zhe類lei功gong率lv表biao主zhu要yao是shi利li用yong隔ge熱re負fu載zai吸xi收shou高gao頻pin信xin號hao功gong率lv，使shi負fu載zai的de溫wen度du升sheng高gao，再zai利li用yong熱re電dian偶ou元yuan件jian測ce量liang負fu載zai的de溫wen度du變bian化hua量liang，根gen據ju產chan生sheng的de熱re量liang計ji算suan高gao頻pin功gong率lv值zhi。

2
、功率測試需要設備

需要一個可程控交流電源供應器或一個自耦變壓器、一個電子負載，以及一個瓦特表和兩個數字萬用表（其中最好有一個高精度數字萬用表，用來測量電流）或者四個數字萬用表（其中，一個為真有效值、高精度萬用表，用來測量輸入電流；一個為高精度萬用表，用來測量輸出電流）。

注意：在使用萬用表時
，需要根據要測量的電壓和電流值將萬用表設置在合適的量程內
，這一點非常重要！

直(zhi)流(liu)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)僅(jin)等(deng)於(yu)電(dian)壓(ya)與(yu)電(dian)流(liu)的(de)乘(cheng)積(ji)
，隻(zhi)需(xu)兩(liang)個(ge)萬(wan)用(yong)表(biao)即(ji)可(ke)測(ce)量(liang)出(chu)大(da)小(xiao)。我(wo)們(men)將(jiang)用(yong)一(yi)個(ge)高(gao)精(jing)度(du)萬(wan)用(yong)表(biao)來(lai)測(ce)量(liang)輸(shu)出(chu)到(dao)負(fu)載(zai)的(de)電(dian)流(liu)，用(yong)一(yi)個(ge)標(biao)準(zhun)萬(wan)用(yong)表(biao)來(lai)測(ce)量(liang)電(dian)源(yuan)的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)。由於交流係統中電壓與電流之間存在相位角，因此不能簡單地將RMS輸入電壓與RMS輸入電流相乘來計算輸入功率。隻有電源消耗的有功功率（P）才是必須考慮的。而返回到電源的無功功率Q，則不應考慮進來。

瓦wa特te表biao的de優you點dian是shi可ke以yi準zhun確que測ce量liang輸shu入ru功gong率lv，原yuan因yin在zai於yu它ta能neng自zi動dong校xiao正zheng功gong率lv因yin數shu。如ru果guo沒mei有you瓦wa特te表biao
，則ze可ke使shi用yong兩liang個ge萬wan用yong表biao來lai測ce量liang輸shu入ru電dian壓ya和he電dian流liu。但dan是shi，這zhe種zhong替ti代dai性xing方fang法fa與yu使shi用yong瓦wa特te表biao相xiang比bi
，測ce量liang結jie果guo的de準zhun確que性xing不bu高gao
，並bing且qie還hai需xu要yao對dui待dai測ce電dian源yuan進jin行xing斷duan路lu。

zhijiejiangdianyabiaokuajiedaodianlubanshuchuduan


，bingyudianzifuzailianjie。celiangshuchuduandianyashi
，huibujiyufuzaixiangliandedianlanshangdeyajiang。zaiyouxieyingyongzhong，birushoujichongdianqihuobijibendiannaoshipeiqizhong，bixujisuandianlanzhongdesunhao，cishixuyaocongfuzaiceliangshuchudianya。ranhoujianggaojingdudianliubiaoyufuzaichuanlian，celiangshuchudianliu。

五

、連接輸出萬用表

直(zhi)接(jie)將(jiang)電(dian)壓(ya)表(biao)跨(kua)接(jie)到(dao)電(dian)路(lu)板(ban)輸(shu)出(chu)端(duan)，並(bing)與(yu)電(dian)子(zi)負(fu)載(zai)連(lian)接(jie)。測(ce)量(liang)輸(shu)出(chu)端(duan)電(dian)壓(ya)時(shi)
，會(hui)不(bu)計(ji)與(yu)負(fu)載(zai)相(xiang)連(lian)的(de)電(dian)纜(lan)上(shang)的(de)壓(ya)降(jiang)。在(zai)有(you)些(xie)應(ying)用(yong)中(zhong)

，比(bi)如(ru)手(shou)機(ji)充(chong)電(dian)器(qi)或(huo)筆(bi)記(ji)本(ben)電(dian)腦(nao)適(shi)配(pei)器(qi)中(zhong)
，必(bi)須(xu)計(ji)算(suan)電(dian)纜(lan)中(zhong)的(de)損(sun)耗(hao)，此(ci)時(shi)需(xu)要(yao)從(cong)負(fu)載(zai)測(ce)量(liang)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)，然(ran)後(hou)將(jiang)高(gao)精(jing)度(du)電(dian)流(liu)表(biao)與(yu)負(fu)載(zai)串(chuan)聯(lian)
，測(ce)量(liang)輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)。

六、交流接通注意事項

如果使用的器件采用開/關控製方案，在檢測輸入電壓下快速裝上電源，使輸出達到滿載，這時就可以測量出最差情況下的效率。

不過
，在大容量電容充電時，裝上電源會產生非常大的浪湧電流。如果輸入電流表設置為低量程
，這會導致其中的保險絲熔斷。

如果采用四個萬用表的方法，需要注意以下幾點：

● 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

，則是並聯
，注意正負極。

● shiyongdianliudangshi
，yikaishiyaoyonganpeidang，ruoshixianshiweishubugoujingqueshi，zaigenghuanzhihaoandangjinxingceshi。yonghaoandangjinxingceshideqingkuangxia，tiaogaofuzaidianliushi，yaozhuyishifouchaoguohaoandangliangcheng（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，更換保險絲後，才能繼續使用毫安檔進行測試。

● 兩liang個ge電dian壓ya表biao都dou接jie在zai板ban端duan，且qie連lian接jie線xian盡jin量liang短duan。不bu要yao接jie在zai電dian源yuan端duan和he負fu載zai端duan去qu讀du取qu數shu據ju，這zhe樣yang會hui較jiao多duo地di計ji入ru連lian接jie線xian上shang的de產chan生sheng的de損sun耗hao，影ying響xiang測ce試shi結jie果guo。

● 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，也可以用量程範圍較大的功率計直接測量輸出功率。

文章來源：凡億PCB

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