直流电子负载的使用之测试 DC-DC 转换器
DC-DC 转换器在古代电子产品中非常罕见,次要有三种用处:
1. 创建电气断绝
2. 转换电压电平,以发生更高或更低的输入电压
3. 容许更宽范畴的输出电压
车载电子器件利用 12 VDC 的标称电压,其设计容许利用从 9 VDC(来自电池)到最高14 VDC(来自运转中的发起机)的电压。DC-DC 转换器的作用便是承受 9 至 14 VDC 的输出电压,然后输入分歧的 12 VDC 电压。
它们还可以用于集成了盘算机和电子设置装备摆设的应急车辆。19 V 直流电可以为多品种型的条记本电脑、监督器和路由器供电。DC-DC 转换器可以将尺度的 12 VDC 电压转换为 19 VDC 电压。有了 19 VDC 电压,就无需再经过逆变器天生 220 VAC 家用电,也无需为每个设置装备摆设装备交换到直流的电源适配器。DC-DC 转换器的服从十分高,通常凌驾96%。
在负载波动时,DC-DC 转换器的输出功耗是恒定的。为了坚持这种恒定功耗,转换器会在电压增长时增加电流。图1表现了恒定功率的曲线图。在较大的电压范畴内,很容易看出电压和电流之间的干系是一条曲线。
图 1. 在较大电压和电流范畴内的恒定功率曲线
图2. 独自的电流限定只能掩护单个电压下的 DC-DC 转换器(绿线)
DC-DC 转换用具有与图1所示曲线相比更为有限的电压—电流范畴。19 V/6 A 转换器的技能材料中列出输出电压范畴为 9 V 至 18 V。要测试转换器的整个输出范畴,必要利用可以发生 9 V/13 A 和 18 V/6.5 A 的直流电源。
掩护转换器
为了避免转换器过压和过流,您必要划定多个限值。图2表现了单个电流限值 13 A。这个 13 A 的电流限值只会在 9 V 事情电压下掩护转换器。假如电压凌驾这个值,转换器在到达电流限值跳闸之前会吸收过多的功率。恒定功率(CP)掩护实用于独自的电流限值无法事情的场景。图 3 表现了恒定功率限定。先辈的电源和电子负载都内置有恒定功率掩护。
图 3. 功率限值(绿色)略高于事情功率(白色)
尺度电流掩护的另一个题目是,接纳电流限值时,电源会转换为恒流形式。在恒流形式下,容许电源的输入电压降落,而且大概降到转换器的事情电压之下。低电压招致转换器进入非稳压形态,必要重置转换器。
过流掩护(OCP)可以避免电源输入低电压。OCP 不会让电源转换为恒流形式,而是封闭电源输入。
当转换器以预期的 19 V 事情时,负载还可以经过斲丧电流为转换器提供掩护。欠克制制功效可以封闭负载,直到电压凌驾 19 V 限值。一旦转换器开端提供准确的电压,负载会再次斲丧电流。
测试功率转换器
Keysight N6700C 模块化主机十分合适实行这项测试,由于电源模块和直流电子负载模块都可以添加到主机中。电源模块可针对差别的电压举行编程,以便仿真汽车中利用的电压,而负载可设置装备摆设为恒定功耗。负载设置为 85 W,代表盘算机和多个核心设置装备摆设发生的功耗。
在每个电压下都市举行服从盘算。转换器的服从即是输入功率与输出功率的比值。供电并丈量输出功率,而负载丈量输入功率。将电源和负载整合到统一台仪器中,可以轻松同步丈量并举行服从丈量。
表 1. 设置装备摆设通道 3 上的电源模块来驱动逆变器
表 2. 设置装备摆设通道 1 上的负载模块为恒定的 85 W 功耗
后果
将 18 V 电压及 85 W 负载使用到转换器,开端测试。电压和电流丈量值在转换器的输出和输入处盘算。利用电压和电流丈量值盘算服从。接上去,将转换器输出电压低落 500 mV,等候三秒钟让转换器波动上去。波动之后,丈量并记载电压和电流值。
步伐会持续低落电压并举行异样的丈量,直到输出电压到达 9 V 上限。图4 表现了输出电压和电流。盘算出的服从在 97% 至 98% 之间。
欠克制制形式关于测试十分有协助。假如利用 9 V 以下的电压为转换器供电,它会进入非稳压形态,并且不会发生 19 V 电压。欠克制制取消了负载,让转换器在施加了无效电压后可以敏捷规复。
图 4. 85 W 逆变器的输出电压和电流图
以上便是直流电子负载的使用之测试 DC-DC 转换器的介绍,假如你还想理解关于交换电子负载等信息,接待征询安乐测试。