标签: dc-dc测试

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 x 3 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）  

在上一篇 文章中， 我们简要介绍了 DC/DC 模块效率的测试设置、负载扫描与测量保持同步需满足哪些要求 ， 以及电流负载扫描的类型与设置方法。现在，我将详细为您介绍测试设置、效率计算的设置以及如何显示测试结果。这里采用的仍然是 Agilent N6705B 直流功率分析仪主机，配备 2 个 N 6782A SMU 电源模拟，以及 14585A 控制 软件构成的测试平台。如果您选用的是其它平台，也可以通过本例触类旁通。   图 1 ： 同步测量和效率计算设置   图 1 显示了同步测量、效率计算设置以及测量结果。图中数字对应的文字说明如下： 选择 14585A 的数据记录模式执行测量并显示结果。数据记录模式有一个优势，就是它允许为每个采集点设置测试时间。这有利于通过求平均值抑制噪声和干扰，生成更具代表性、更有价值的测试结果。此处的测试时间是 50 ms 。在 N6705 中，也有内置的电压和电流示波器模式。但在该测试中，需要 10 秒的扫描时间，示波器工作模式并不占优势。 数据记录模式在开始测量时可以同时触发负载电流的扫描 ， 以确保测量同步。 设置作为电源输入的 SMU 电压，及作为负载的 输出端 SMU 电压，并同时对输入、输出电流和功率进行测量 ， 并显示测量结果。计算转换效率时，会同时用到输入功率和输出功率 测量值。 设置执行电流的无缝量程切换功能。在从空载至满载进行负载扫描过程中 ， 该特性可为任意测量点提供恰当的量程，进行高精度电流的测量。 创建公式轨迹 ， 计算转换效率并以百分比显示。注意 ： 使用的是输出功率与输入功率负数比值，因为 SMU （吸收电流负载）的电流和功率读数均为负数。 按下 “ 开始 ” 按钮，启用数据记录测量。测量立即进入 “ 就绪状态 ” ，等待电流负载扫描 带功率的任意波发生器 中的触发信号。然后继续按下 带功率的任意波发生器 的 “ 开始 ” 按钮，扫描结束后将会显示全部测量结果，见图 2 。       图 2 ： DC/DC 转换效率的测试结果 屏幕上显示了输入和输出端所有的电压、电流、功率 ， 以及效率计算结果 （ 粉色轨迹 ） 。为方便查看，可关闭电压和电流轨迹，仅保留功率轨迹和效率轨迹。从图中可以看出，该 DC/DC 模块 的效率极高，甚至在空载时也不例外。需注意，转换器效率在满载 60% 时达到最高，并开始出现较高的电阻损耗 好的，这就是整个测试过程，如此地简单和便捷。当然，如果您已经有了这套设备，就可以马上用起来。如果还没有，那就马上找老板申请银子买一台了。