在電子設(shè)備產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，電源產(chǎn)品的質(zhì)量優(yōu)劣將直接影響其技術(shù)性能以及工作安全性和可靠性。當(dāng)電源出現(xiàn)問題時(shí)就會導(dǎo)致整個(gè)產(chǎn)品的癱瘓，電源產(chǎn)品的全方位測試則顯得尤為重要。

我們以電動(dòng)摩托車充電器為例，充電器作為電動(dòng)摩托車四大件（控制器、充電器、電池、電機(jī)）之一，是電動(dòng)摩托車重要的組成部分，也直接影響著電動(dòng)摩托車安全。劣質(zhì)充電器可能引起觸電、起火甚至是爆炸的嚴(yán)重后果。因此充電器在研發(fā)、生產(chǎn)、認(rèn)證等階段都會進(jìn)行嚴(yán)苛的測試認(rèn)證，圖 1 為致遠(yuǎn)電子為其提供的整套測試方案。

圖 1 測試方案圖

充電器的重要電路組成部分就是開關(guān)電源，如圖 2 所示。當(dāng)電源長時(shí)間運(yùn)行時(shí)，會發(fā)生電壓電流不穩(wěn)定的問題，甚至出現(xiàn)過壓、欠壓、過載、過熱等有可能導(dǎo)致設(shè)備損壞的情況。所以需要嚴(yán)格地對電源進(jìn)行輸入、輸出、異常工況、開關(guān)器件等進(jìn)行全方位測試，以及為了驗(yàn)證產(chǎn)品穩(wěn)定性對其進(jìn)行耐久測試。今天重點(diǎn)介紹兩款測試?yán)鹘o大家——PA 功率分析儀與 ZDL 示波記錄儀。

圖 2 開關(guān)電源電路拓?fù)鋱D

測試設(shè)備—PA 功率分析儀

PA 功率分析儀可對電源的輸出電壓、電流、功率、諧波及轉(zhuǎn)換效率等參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確測量，致遠(yuǎn)的 PA5000H 功率分析儀擁有 0.05%功率測量精度，5MHz 帶寬以及豐富的諧波測量功能廣泛適用于電源產(chǎn)品的研發(fā)與測試。

1、功率分析儀—電參數(shù)測試

功率分析儀關(guān)注穩(wěn)態(tài)測試，功率分析儀的可同時(shí)測試交流輸入，直流輸出，對整體能效和電參數(shù)進(jìn)行同步分析，測試輸入和輸出的電壓、電流、測試電壓、電流有效值、功率因數(shù)、效率、諧波等，如圖 3 所示。

圖 3 電參數(shù)測試

2、功率分析儀—效率與功率因數(shù)測試

功率分析儀測試交流輸入功率和直流輸出功率，設(shè)置電子負(fù)載從空載到滿載，使用功率分析儀的 X-Y 的顯示模式，可以直接測試到效率和功率因數(shù)從空載到滿載的曲線圖。

圖 4 效率曲線圖

圖 5 功率因數(shù)曲線圖

3、功率分析儀—IEC 諧波測試

用電產(chǎn)品會根據(jù) IEC61000-3-2 和 IEC61000-3-11 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行諧波測試，驗(yàn)證其是否滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，PA 功率分析儀可以測量高達(dá) 500 次諧波，并有多種組合顯示方式能同時(shí)顯示各次諧波含量。

圖 6  IEC 諧波測試

4、PA 功率分析儀—沖擊電流測試

通常在給負(fù)載通電的一瞬間會產(chǎn)生大電流，電流過大會對設(shè)備的正常工作造成影響。利用 PSA 可編程交流電源可模擬輸出啟動(dòng)相位在 0°、90°和 270°時(shí)的電壓情況，用 PA 功率分析儀對電子產(chǎn)品的開機(jī)沖擊電流進(jìn)行測試。

圖 7 沖擊電流測試

測試設(shè)備—ZDL 示波記錄儀

ZDL6000 示波記錄儀標(biāo)配 8 個(gè)板卡卡槽，各輸入通道之間相互絕緣隔離，為電源用戶可省下大量高壓差分探頭，可以提供電壓、電流、溫度…等多種輸入板卡，通道最多可達(dá) 128CH，為客戶觀測波形時(shí)序，查找異常信號提供最佳解決方案。

1、示波記錄儀—驅(qū)動(dòng)時(shí)序測試

一般測試驅(qū)動(dòng)時(shí)序的方法是用示波器加差分探頭，測試 MOS 的 Vgs 和 Vds，使用電流探頭測試電感電流，可觀察到對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號質(zhì)量和電感電流工作模式，若是用示波記錄儀進(jìn)行測試，則不需要差分探頭，測試更加準(zhǔn)確，并且更加方便，如圖 8 所示。

圖 8 驅(qū)動(dòng)時(shí)序測試

2、示波記錄儀—異常捕獲與耐久測試

異常捕獲：電源產(chǎn)品在長時(shí)間運(yùn)行時(shí)，不知道會出現(xiàn)什么問題，示波器無法設(shè)置觸發(fā)條件，不容易捕捉到異常，而使用示波記錄儀記錄波形后可進(jìn)行回看，有效捕獲異常波形；

耐久測試：電源產(chǎn)品需要頻繁 on/off 實(shí)驗(yàn)，幾千次可能只有一次故障，所以需求記錄儀長時(shí)間記錄下來分析產(chǎn)品的穩(wěn)定能。

圖 9 多路同步耐久測試

3、元件溫升測試

設(shè)備中關(guān)鍵部位的溫度異常會導(dǎo)致設(shè)備性能下降甚至損壞。因此溫升測試是產(chǎn)品研發(fā)過程中必不可少的一項(xiàng)。使用 ZDL6000 可以靈活組合電壓采集卡、16 通道卡、溫度采集卡等多種板卡同步測量。例如在溫升測試中就可以裝配 100M 卡與溫度卡，同步測試器件工作電壓、電流以及關(guān)鍵部位的溫升情況。

圖 10 元件溫升測試

總結(jié)

為了保證電源長時(shí)間運(yùn)行的穩(wěn)定性，要對電源進(jìn)行全面測試分析，測試項(xiàng)目將多達(dá)幾十項(xiàng)，一定要根據(jù)測試項(xiàng)目，選擇做合適的測試儀器，發(fā)揮儀器的最大性能，在電參數(shù)、能效、諧波測試方面用功率分析儀，在隔離測試、多通道同步分析、耐久測試、異常捕獲方面用示波記錄儀。