開關穩(wěn)壓電源系統(tǒng)設計方案
4 系統(tǒng)測試
4. 1 測試儀器
系統(tǒng)測試所需測試儀器如下:
EE1410 合成函數(shù)信號發(fā)生器; TEK 1002B 數(shù)字存儲示波器; TEK 2024 四通道隔離示波器; UT88B 4 12位數(shù)字萬用表; 直流穩(wěn)壓源; MS8215 3 12位數(shù)字萬用表。
4. 2 測試方案及數(shù)據(jù)
4. 2. 1 輸出電壓Uo可調(diào)測試
輸出電壓可調(diào)測試方案: 負載采用20 Ω 電阻值,用UT88B 數(shù)字萬用表監(jiān)測負載電壓。通過鍵盤輸入設定電壓,具體數(shù)據(jù)記錄在表2 設定電壓欄。按確認鍵后讀出數(shù)字萬用表顯示的電壓,具體數(shù)據(jù)記錄在表2 中實際電壓欄。
表2 輸出電壓可調(diào)測試數(shù)據(jù)
4. 2. 2 電壓調(diào)整率測試
電壓調(diào)整率測試方案: 負載為可調(diào)阻性負載,用UT88B 萬用表分別監(jiān)測隔離變壓器輸出電壓( U2) 和負載電壓( Uo) 。調(diào)自耦變壓器,使U2分別為15 V 和21 V,同時調(diào)滑動變阻器,使負載電流維持在2 A,分別記錄兩次負載電壓Uo1 = 36. 03 ( V) ,Uo2 = 36. 04 ( V)。根據(jù)題目所給出的相關公式可計算出電壓調(diào)整率:
4. 2. 3 負載調(diào)整率測試
負載調(diào)整率測試方案: 分別用UT88B 萬用表監(jiān)測隔離變壓器輸出電壓( U2) 、負載電壓和負載電流,調(diào)滑動變阻器使輸出電流分別為0 A 和2 A,調(diào)隔離變壓器使U2維持在18 V,同時記錄對應的負載電壓Uo1 = 36. 03 ( V) ,Uo2 = 35. 93 ( V)。根據(jù)相關公式可計算出電壓調(diào)整率:
4. 2. 4 DC-DC 變換器效率測試
DC-DC 變換器效率測試方案: 調(diào)節(jié)自耦變壓器使隔離變壓器輸出電壓( U2) 為18 V,調(diào)整變換器使輸出電壓( Uo) 為36 V,調(diào)節(jié)負載使輸出電流為2 A,用UT88B 萬用表檢測并記錄此時DC-DC 變換器輸入輸出電壓,輸入輸出電流:
計算出變換器效率:
4. 2. 5 輸出紋波電壓測試
輸出紋波電壓測試方案: 調(diào)節(jié)自耦變壓器、變換器輸出電壓、負載使U2為18 V,Uo為36 V,輸出電流為2A。使用TEK 1002B 數(shù)字存儲示波器在AC 耦合、時基25 ms /div 測量輸出電壓紋波Uopp,其示波器輸出紋波電壓圖如圖5 所示。
圖5 輸出紋波電壓圖
4. 2. 6 過流保護動作電流測試
本系統(tǒng)可以有兩種過流保護模式,模式一: 限流保護; 模式二: 封鎖保護。兩種保護均可通過鍵盤設定保護電流的閾值,并自恢復。限流保護測試方案:
UT88B 監(jiān)視負載電流,負載為滑動變阻器,分別設定保護電流為2 A、2. 5 A、3 A。調(diào)整滑動變阻器分別記錄最大輸出電流( 即為保護電流) 。然后減小電到閾值以下,測試值能否降低到保護電流以下。封鎖保護測試方案: UT88B 監(jiān)視負載電流,負載為滑動變阻器,分別設定保護電流為2 A、2. 5 A、3 A。調(diào)整滑動變阻器,使負載電流慢慢接近設定電流值。記錄負載電流是否被封鎖到0,測試結果見表3。
表3 過流保護模式測試結果
由表3 可知,最大輸出電流為設定電流值,能自恢復。說明本系統(tǒng)過流保護作用明顯,并可自恢復到正常狀態(tài)。
5 結語
綜合分析各項指標的測試結果,本系統(tǒng)各項指標均達到或超過設計指標。系統(tǒng)實際效率應略低于理論計算值,主要是因為計算中沒有涉及boost 電感等損耗,進一步提高效率的措施是采用同步整流取代二極管整流等措施,本系統(tǒng)是一種較為理想的設計方案。
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