开关电源自动测试系统(开关电源电路基础测试一：如何测BUCK电路效率？)

Posted 2023-05-25

篇首语：知识才智是实践经验的总结。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了开关电源自动测试系统(开关电源电路基础测试一：如何测BUCK电路效率？)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

开关电源自动测试系统(开关电源电路基础测试一：如何测BUCK电路效率？)

效率是电源测试中十分常见的测试项，高效的电源表现是众多厂家一直追求的目标。在芯片的规格书中，一般会提供几种常见输入输出应用下的效率曲线。当我们实际的应用范围与规格书上不同，或者在demo板的基础上我们进行了其他改动时，就需要重新进行效率测试。本文就来讲一讲如何进行效率测试以及一些注意事项。欢迎指正与补充。

1. 测量值

根据效率的计算公式可知

在测效率时，需要测得Vin、Vout、Iin、Iout这四个值（或者Pout和Pin），进行计算，即可得到最终结果。

2. 四表法

最常见的效率测量方式是四表法，即用四个万用表来测得以上四各参数。常见的万用表都是同时具有电流档和电压档的。

连接示意图如下：

tips：

使用电流档时，需将万用表串联在电路中，注意电流流向；使用电压档时，则是并联，注意正负极。
使用电流档时，一开始要用安培档，若是显示位数不够精确时，再更换至毫安档进行测试。用毫安档进行测试的情况下，调高负载电流时，要注意是否超过毫安档量程（一般在400mA）。若是不小心超过量程，会导致万用表内保险丝烧毁，更换保险丝后，才能继续使用毫安档进行测试。
两个电压表都接在板端，且连接线尽量短。不要接在电源端和负载端去读取数据，这样会较多地计入连接线上的产生的损耗，影响测试结果。
若想用电子负载直接读取输出部分的数据，可以用圆环连接线，圆环端直接焊在demo板上，另一端连接至电子负载。这样测试产生的损耗比直接用夹子连接产生的少。但一般还是会比用万用表测得的效率低些。
若是遇到超过万用表量程的情况，可以用电子负载读数，也可以用量程范围较大的功率计直接测量输出功率。

3. 测试步骤

以简单的BUCK电路为例，效率测试的步骤大致如下：

（1 确定需要测试的条件：输入输出电压以及输出电流。在轻载电流部分，需要多取几个点；重载部分，取点间隔可以稍大。例如，Iout=0-6A，测试点可取：0A, 0.1A, 0.3A, 0.5A, 0.8A, 1A, 1.5A, 2A, 2.5A, 3A, 3.5A, 4A, 4.5A, 5A, 5.5A, 6A。

（2 确认测试板在测试条件下工作正常，输入输出电压正确，观察SW波形，在轻载和重载时SW波形都正常，无啸叫和异常发热。

（3 断电，按照上述示意图，将四个万用表接入电路，电流表置于安培档位。连接完成后，重新上电。

（4 上电后，即可按照测试条件，慢慢调整负载电流，需要等万用表上数值稳定后，再记录测试数据。输入电压可能会随着负载电流的上升有所下降，低于测试条件。此时，需要适当抬高输入电压，尽量保持测试输入电压的万用表上的数据与测试条件一致。

4. 报告形式

除了将测试到的Vin Vout Iin Iout 填入表格，得到相应的计算结果。为了更直观地表现结果并与其他芯片做对比，一般会画出效率曲线。

如下图，是MP4581在Vin=24V/36V/48V, Vout=12V, Iout=1mA-800mA情况下测得的效率结果：

一般DCDC电源的效率在轻载时较低，最高效率点出现在较重载的时候。效率曲线较为平滑，如果画出的效率曲线出现突然上冲或者下落的点，可以重新测试那一点的效率，确认数据的正确性。