原创 小功率DC/DC效率的便捷测试方法（1）- 程控电源技术和应用（63）

小功率的DC/DC模块被大量用在电池供电的便携式电子设备中。它的功率转换效率，直接影响这系统的耗电特性和电池寿命。因此，在设计工程师选用DC/DC电源模块时，希望利用便捷的手段和工具，来验证一下所选模块的真实效率。

事实上，无论模块功率的大小如何，测试原理都一样。首先，需要使用直流电源以恒定电压向电源模块输入功率，并在输出端连接电子负载，通常采用恒流模式吸收功率。然后，在 DC/DC 模块的从空载至满载电流范围内扫描负载电流，同时记录输入功率和和输出功率。输出功率与输入功率之比即为电源模块的效率，通常用百分比表示。参见图 1。除了输入功率和吸收功率以外，还需在输入端和输出端上执行精密的电流和电压测量，并且与负载电流的扫描保持同步。

图 1：DC/DC 模块转换效率的测试设置

测试小功率 DC/DC 模块时，主要问题是必须找到合适的电子负载。它应该能在较低的输出电压和空载电流范围内工作，以帮助精确测试模块在空载至满载输出功率范围内的工作效率。在实际操作中，有些数字源表（SMU）都能输入和输出电流，可帮助我们便捷地完成测试。

   我将谈到的一台化的测试方案，无需编程，操作极其方法，而且精度极高。这就是在 N6705B 直流电源分析仪主机中配上两个 N6782A 2象限 SMU模块进行测量，并通过 14585A 软件来控制测试设置及显示测试结果。这个测试平台非常灵活，应用范围十分广泛。该平台经过快速配置后，即可执行空载至满载扫描，获得DC/DC 电源模块的转换效率。 N6782A 具有 6 V/3 A 和 20 V/1 A 的额定电压/电流，非常适合测试功率不高于20W电源模块的效率。第一个 N6782A作为电源为被测DC/DC模块供电，第二个N6782A作为电子负载，用于吸收被测器件输出功率。N6782A同时具备出色的直流电源或直流负载性能，可在恒压或恒流模式下工作。

   您可以从这个视频中了解具体的测试过程：N6705 应用：测量 DC/ DC 转换器的效率测量http://v.youku.com/v_show/id_XNTIyNDU4MTA4.html?f=18816127

这个视频包含许多有价值的信息。如果您感兴趣的话，我愿意向您分享更多的 DC/DC 转换效率测试内容，帮助您更好地设置并执行测试。

首先是设置 N6782A SMU模块初始工作条件。先为充当直流电源的 N6782A 模块设好所需要的电压，再将另一个 N6782A 模块设为恒流负载工作模式，并降负载电流设到最低，让被测件接近空载状态。

需要注意的是，用于控制N6705的14585A 软件并不直接在水平轴上进行负载电流扫描。因为水平轴是时间轴，14585A 的大功率任意波形（带功率的任意波发生器）编辑功能可以创建基于时间的电流扫描。这样，水平时间轴上的任意点就与被测器件输出端吸收的电流负载电平实现了一一对应。带功率的任意波发生器 功能只需执行一次。请参见图2，了解在14585A 带功率的任意波发生器 的设置。

图 2：14585A 软件中的负载电流扫描 带功率的任意波发生器 设置

在这里，我需要先对 带功率的任意波发生器 扫描做些说明。尽管软件内置了多个预定义的 带功率的任意波发生器，但我仍然选择了使用 x³ 乘方公式。这样做的好处是，负载扫描范围扩大，数据分辨率随之提高，并可显示在轻负载时，效率随电流快速改变的结果。我们可以看到，扫描时长（参数 x）设为了 10 秒。由于满载电流按规定必须为 -1 A，使用公式 (-x/10)³，扫描的负载电流逐渐上升并在 10 秒后达到了最高值 -1A。10秒扫描时长并不是唯一选择，它只是方便用户在 14585A 的测试图形上查看扫描过程。 最后，添加一个0.1 秒的短时预定义线性斜坡 带功率的任意波发生器 作为第二个 带功率的任意波发生器 序列，扫描结束后可使负载电流返回到初始条件，即接近空载的状态。参见图 3。

图 3：第二次 带功率的任意波发生器 扫描可使被测件负载电流返回到初始条件

我希望您通过本文能够更深入地了解带功率的任意波发生器使用。稍后我会在下一章节进一步阐述效率测试及测量结果的显示，请继续保持关注。

下接： 小功率DC/DC效率的便捷测试方法（2）