【導讀】效xiao率lv是shi電dian源yuan測ce試shi中zhong十shi分fen常chang見jian的de測ce試shi項xiang，高gao效xiao的de電dian源yuan表biao現xian是shi眾zhong多duo廠chang家jia一yi直zhi追zhui求qiu的de目mu標biao。在zai芯xin片pian的de規gui格ge書shu中zhong
，通tong常chang都dou會hui提ti供gong幾ji種zhong常chang見jian的de輸shu入ru輸shu出chu應ying用yong下xia的de效xiao率lv曲qu線xian。當dang實shi際ji的de應ying用yong範fan圍wei與yu規gui格ge書shu上shang不bu同tong，或huo者zhe在zaidemo板的基礎上我們進行了其它改動的時候，就需要重新進行效率測試。

效xiao率lv是shi電dian源yuan測ce試shi中zhong十shi分fen常chang見jian的de測ce試shi項xiang，高gao效xiao的de電dian源yuan表biao現xian是shi眾zhong多duo廠chang家jia一yi直zhi追zhui求qiu的de目mu標biao。在zai芯xin片pian的de規gui格ge書shu中zhong，通tong常chang都dou會hui提ti供gong幾ji種zhong常chang見jian的de輸shu入ru輸shu出chu應ying用yong下xia的de效xiao率lv曲qu線xian。當dang實shi際ji的de應ying用yong範fan圍wei與yu規gui格ge書shu上shang不bu同tong，或huo者zhe在zaidemo板的基礎上我們進行了其它改動的時候，就需要重新進行效率測試。

今天，就給大家詳細講一講如何進行效率測試
，以及相關注意事項。

一、基本概念

在介紹電源效率測試之前，首先我們需要搞清楚幾個定義和概念。

電源效率的定義：

其中

，輸出功率Pout=Vo×Io
，輸入功率Pin=Vin×Iin。

需要指出的是，Iin是電源的平均輸入電流或者直流電流。在理想狀態下
，η=1，即完美的，轉換效率是100%

，但現實往往距離理想很遠。

那麼
，損耗的能量都去哪裏了？根據能量守恒定律，一定是變成熱量散發出去了。對於電源工程師來說
，提高電源效率、降低電源溫升
，是重要工作之一。所以
，我們要準確測試我們設計的電源的效率，來評估我們的電源設計的水平。

相對來說，由於二次電源比較簡單，所以這裏我們隻描述一次電源的測量方法（二次電源參考一次電源，或者選擇四個萬用表的方法
，都可以進行測量）。

下麵
，將向大家詳細介紹一下測量開關電源轉換效率的兩種不同方法。第一種方法使用一個瓦特表和兩個萬用表；第二種方法介紹在沒有瓦特表的情況下如何進行測量

，但不夠精確。

二、一次電源的測試方法

直zhi流liu輸shu出chu功gong率lv僅jin等deng於yu電dian壓ya與yu電dian流liu的de乘cheng積ji，隻zhi需xu兩liang個ge萬wan用yong表biao即ji可ke測ce量liang出chu大da小xiao。我wo們men將jiang用yong一yi個ge高gao精jing度du萬wan用yong表biao來lai測ce量liang輸shu出chu到dao負fu載zai的de電dian流liu，用yong一yi個ge標biao準zhun萬wan用yong表biao來lai測ce量liang電dian源yuan的de輸shu出chu電dian壓ya。

由於交流係統中電壓與電流之間存在相位角，因此不能簡單地將RMS輸入電壓與 RMS輸入電流相乘來計算輸入功率。隻有電源消耗的有功功率（P）才是必須考慮的。而返回到電源的無功功率Q，則不應考慮進來。

三
、瓦特表（功率表）

功率表（wattmeter）也被稱為瓦特表，是用來測量有功功率值的儀表，電功率包括有功功率、無功功率和視在功率，同一個功率表可以交流、直流兩用，其主要應用與電力、電測與計量等領域。

若按功率計在測試係統中的連接方式進行分類的話
，功率表可分為終端式和通過式兩種。

選(xuan)擇(ze)功(gong)率(lv)表(biao)的(de)功(gong)率(lv)量(liang)程(cheng)，事(shi)實(shi)上(shang)就(jiu)是(shi)正(zheng)確(que)選(xuan)擇(ze)功(gong)率(lv)表(biao)的(de)電(dian)壓(ya)和(he)電(dian)流(liu)的(de)量(liang)程(cheng)。必(bi)須(xu)注(zhu)意(yi)的(de)是(shi)，負(fu)載(zai)最(zui)大(da)工(gong)作(zuo)電(dian)流(liu)和(he)最(zui)高(gao)電(dian)壓(ya)不(bu)能(neng)超(chao)過(guo)功(gong)率(lv)表(biao)的(de)電(dian)流(liu)量(liang)程(cheng)和(he)電(dian)壓(ya)量(liang)程(cheng)，這(zhe)樣(yang)功(gong)率(lv)表(biao)的(de)功(gong)率(lv)量(liang)程(cheng)自(zi)然(ran)得(de)到(dao)滿(man)足(zu)。反(fan)之(zhi)，如(ru)果(guo)選(xuan)擇(ze)時(shi)隻(zhi)注(zhu)意(yi)功(gong)率(lv)量(liang)程(cheng)是(shi)否(fou)滿(man)足(zu)要(yao)求(qiu)，而(er)忽(hu)視(shi)了(le)電(dian)流(liu)
、電壓量程是否與負載電流、電壓相適應
，那麼就有可能損壞功率表。

四、功率表原理及構成

gonglvbiaozhuyaoyougonglvchuanganqihegonglvzhishiqiliangbufenzucheng。qizhong
，gonglvchuanganqiyechengweigonglvjitantou，tabagaopindianxinhaotongguonengliangzhuanhuanweikeyizhijiejiancededianxinhao。ergonglvzhishiqibaokuoxinhaofangda、變換和顯示器。顯示器直接顯示功率值。功率傳感器和功率指示器之間用電纜連接。

為了適應不同頻率
、不同功率電平，以及不同傳輸線結構的需要
，一台功率計要配若幹個不同功能的功率表探頭。

1、功率表原理

通過式功率表：它是利用某種耦合裝置，如定向耦合器、耦合環、探針等從傳輸的功率中按一定的比例耦合出一部分功率，送入功率計度量，傳輸的總功率等於功率表指示值乘以比例係數。

測熱電阻型功率表：它ta主zhu要yao是shi使shi用yong熱re變bian電dian阻zu做zuo功gong率lv傳chuan感gan元yuan件jian，熱re變bian電dian阻zu值zhi的de溫wen度du係xi數shu較jiao大da。被bei測ce信xin號hao的de功gong率lv被bei熱re變bian電dian阻zu吸xi收shou後hou產chan生sheng熱re量liang，使shi其qi自zi身shen溫wen度du升sheng高gao，電dian阻zu值zhi發fa生sheng顯xian著zhu變bian化hua
，利li用yong電dian阻zu電dian橋qiao測ce量liang電dian阻zu值zhi的de變bian化hua，顯xian示shi功gong率lv值zhi。

量熱式功率計典型的熱效應功率表：這(zhe)類(lei)功(gong)率(lv)表(biao)主(zhu)要(yao)是(shi)利(li)用(yong)隔(ge)熱(re)負(fu)載(zai)吸(xi)收(shou)高(gao)頻(pin)信(xin)號(hao)功(gong)率(lv)
，使(shi)負(fu)載(zai)的(de)溫(wen)度(du)升(sheng)高(gao)，再(zai)利(li)用(yong)熱(re)電(dian)偶(ou)元(yuan)件(jian)測(ce)量(liang)負(fu)載(zai)的(de)溫(wen)度(du)變(bian)化(hua)量(liang)



，根(gen)據(ju)產(chan)生(sheng)的(de)熱(re)量(liang)計(ji)算(suan)高(gao)頻(pin)功(gong)率(lv)值(zhi)。

2
、功率測試需要設備

需要一個可程控交流電源供應器或一個自耦變壓器、一個電子負載
，以及一個瓦特表和兩個數字萬用表（其中最好有一個高精度數字萬用表，用來測量電流）或者四個數字萬用表（其中
，一個為真有效值、高精度萬用表
，用來測量輸入電流
；一個為高精度萬用表，用來測量輸出電流）。

注意：在使用萬用表時，需要根據要測量的電壓和電流值將萬用表設置在合適的量程內

，這一點非常重要！

直zhi流liu輸shu出chu功gong率lv僅jin等deng於yu電dian壓ya與yu電dian流liu的de乘cheng積ji

，隻zhi需xu兩liang個ge萬wan用yong表biao即ji可ke測ce量liang出chu大da小xiao。我wo們men將jiang用yong一yi個ge高gao精jing度du萬wan用yong表biao來lai測ce量liang輸shu出chu到dao負fu載zai的de電dian流liu
，用yong一yi個ge標biao準zhun萬wan用yong表biao來lai測ce量liang電dian源yuan的de輸shu出chu電dian壓ya。由於交流係統中電壓與電流之間存在相位角
，因此不能簡單地將RMS輸入電壓與RMS輸入電流相乘來計算輸入功率。隻有電源消耗的有功功率（P）才是必須考慮的。而返回到電源的無功功率Q
，則不應考慮進來。

瓦wa特te表biao的de優you點dian是shi可ke以yi準zhun確que測ce量liang輸shu入ru功gong率lv，原yuan因yin在zai於yu它ta能neng自zi動dong校xiao正zheng功gong率lv因yin數shu。如ru果guo沒mei有you瓦wa特te表biao，則ze可ke使shi用yong兩liang個ge萬wan用yong表biao來lai測ce量liang輸shu入ru電dian壓ya和he電dian流liu。但dan是shi，這zhe種zhong替ti代dai性xing方fang法fa與yu使shi用yong瓦wa特te表biao相xiang比bi
，測ce量liang結jie果guo的de準zhun確que性xing不bu高gao，並bing且qie還hai需xu要yao對dui待dai測ce電dian源yuan進jin行xing斷duan路lu。

直(zhi)接(jie)將(jiang)電(dian)壓(ya)表(biao)跨(kua)接(jie)到(dao)電(dian)路(lu)板(ban)輸(shu)出(chu)端(duan)，並(bing)與(yu)電(dian)子(zi)負(fu)載(zai)連(lian)接(jie)。測(ce)量(liang)輸(shu)出(chu)端(duan)電(dian)壓(ya)時(shi)，會(hui)不(bu)計(ji)與(yu)負(fu)載(zai)相(xiang)連(lian)的(de)電(dian)纜(lan)上(shang)的(de)壓(ya)降(jiang)。在(zai)有(you)些(xie)應(ying)用(yong)中(zhong)，比(bi)如(ru)手(shou)機(ji)充(chong)電(dian)器(qi)或(huo)筆(bi)記(ji)本(ben)電(dian)腦(nao)適(shi)配(pei)器(qi)中(zhong)，必(bi)須(xu)計(ji)算(suan)電(dian)纜(lan)中(zhong)的(de)損(sun)耗(hao)

，此(ci)時(shi)需(xu)要(yao)從(cong)負(fu)載(zai)測(ce)量(liang)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)。然(ran)後(hou)將(jiang)高(gao)精(jing)度(du)電(dian)流(liu)表(biao)與(yu)負(fu)載(zai)串(chuan)聯(lian)，測(ce)量(liang)輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)。

五、連接輸出萬用表

zhijiejiangdianyabiaokuajiedaodianlubanshuchuduan，bingyudianzifuzailianjie。celiangshuchuduandianyashi，huibujiyufuzaixiangliandedianlanshangdeyajiang。zaiyouxieyingyongzhong


，birushoujichongdianqihuobijibendiannaoshipeiqizhong，bixujisuandianlanzhongdesunhao，cishixuyaocongfuzaiceliangshuchudianya，ranhoujianggaojingdudianliubiaoyufuzaichuanlian，celiangshuchudianliu。

六、交流接通注意事項

如果使用的器件采用開/關控製方案，在檢測輸入電壓下快速裝上電源，使輸出達到滿載
，這時就可以測量出最差情況下的效率。

不過
，在大容量電容充電時，裝上電源會產生非常大的浪湧電流。如果輸入電流表設置為低量程，這會導致其中的保險絲熔斷。

如果采用四個萬用表的方法，需要注意以下幾點：

● 使用電流檔時，需將萬用表串聯在電路中
，注意電流流向；使用電壓檔時，則是並聯
，注意正負極。

● 使(shi)用(yong)電(dian)流(liu)檔(dang)時(shi)

，一(yi)開(kai)始(shi)要(yao)用(yong)安(an)培(pei)檔(dang)
，若(ruo)是(shi)顯(xian)示(shi)位(wei)數(shu)不(bu)夠(gou)精(jing)確(que)時(shi)，再(zai)更(geng)換(huan)至(zhi)毫(hao)安(an)檔(dang)進(jin)行(xing)測(ce)試(shi)。用(yong)毫(hao)安(an)檔(dang)進(jin)行(xing)測(ce)試(shi)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)
，調(tiao)高(gao)負(fu)載(zai)電(dian)流(liu)時(shi)，要(yao)注(zhu)意(yi)是(shi)否(fou)超(chao)過(guo)毫(hao)安(an)檔(dang)量(liang)程(cheng)（一般在400mA）。若是不小心超過量程
，會導致萬用表內保險絲燒毀，更換保險絲後，才能繼續使用毫安檔進行測試。

● lianggedianyabiaodoujiezaibanduan，qielianjiexianjinliangduan。buyaojiezaidianyuanduanhefuzaiduanquduqushuju
，zheyanghuijiaoduodijirulianjiexianshangdechanshengdesunhao，yingxiangceshijieguo。

● 若想用電子負載直接讀取輸出部分的數據，可以用圓環連接線，圓環端直接焊在demo板上，另一端連接至電子負載。這樣測試產生的損耗比直接用夾子連接產生的少。但一般還是會比用萬用表測得的效率低些。

● 若是遇到超過萬用表量程的情況，可以用電子負載讀數，也可以用量程範圍較大的功率計直接測量輸出功率。

文章來源：凡億PCB

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