1、所需设备
①一个可程控交流电源供应器或一个自耦变压器
②一个电子负载
③一个瓦特表和两个数字万用表(其中最好有一个高精度数字万用表,用来测量电流)或者四个数字万用表(其中,一个为真有效值、高精度万用表,用来测量输入电流;一个为高精度万用表,用来测量输出电流)直流输出功率仅等于电压与电流的乘积,只需两个万用表即可测量出大小。我们将用一个高精度万用表来测量输出到负载的电流,用一个标准万用表来测量电源的输出电压。由于交流系统中电压与电流之间存在相位角,因此不能简单地将RMS 输入电压与RMS 输入电流相乘来计算输入功率。只有电源消耗的有功功率(P)才是必须考虑的。而返回到电源的无功功率Q,则不应考虑进来。
瓦特表的优点是可以准确测量输入功率,原因在于它能自动校正功率因数。如果没有瓦特表,则可使用两个万用表来测量输入电压和电流。但这种替代性方法与使用瓦特表相比,测量结果的准确性不高,并且还需要对待测电源进行断路。
直接将电压表跨接到电路板输出端,并与电子负载连接。测量输出端电压时,会不计与负载相连的电缆上的压降。在有些应用中,比如手机充电器或笔记本电脑适配器中,必须计算电缆中的损耗,此时需要从负载测量输出电压。然后将高精度电流表与负载串联,测量输出电流。
2、交流接通注意事项
电源的交流接通注意事项及瓦特表方法:使用的器件采用开/关控制方案,在检测输入电压下快速装上电源,使输出达到满载,这时就可以测量出最差情况下的效率。在大容量电容充电时,装上电源会产生非常大的浪涌电流。如果输入电流表设置为低量程,这会导致其中的保险丝熔断。
如果采用四个万用表的方法,在低输入电压和最高负载下快速装上电源后,首先应测量电源的浪涌电流。然后查阅万用表的数据手册,确认它是否能够在高输入电压下承载如此高的峰值电流。对于所有其它控制方案,接通方法将不会影响效率的测量,建议在检测时缓慢调高交流电压,以便限制浪涌电流。将瓦特表连接到电源输入端,将显示屏设置为平均模式,以便获得较稳定的读数。接通交流输入电压,将它缓慢调高到所需的检测电压。将您电源的负载增加到满载。然后关断电源,将它重新快速装回,继续完成测量。
3、读数计算
将瓦特表连接到电源输入端,将显示屏设置为平均模式,以便获得较稳定的读数。接通交流输入电压,将它缓慢调高到所需的检测电压。将您电源的负载增加到满载。然后关断电源,将它重新快速装回,继续完成测量。例如:电源输出端仪表的测量结果为4.97 伏和4.005 安。电子负载的电压读数为4.48 伏。这是由于输出电缆和万用表电压检测元件上出现了490 mV 的压降,从而突现了测量电源输出端电压的重要性。因此,输出功率 = 4.97 V 4.005 A = 19.90 瓦。瓦特表读数显示输入功率为25.76 瓦。因此,电源效率 = 19.90 瓦/25.76 瓦 = 77.3%。
4、提高准确度
在计算时,除二极管整流桥的损耗外,还应将其他输入级元件,如浪涌限制器、共模扼流圈和数字万用表的电流检测元件的损耗包括在内。要计算这些损耗,需要测量各元件在正常工作情况下的压降,然后用该压降值乘以测得的输入电流。将这些损耗计算在内,将会增大总输入功率并降低计算得出的效率。
不过,用这种方法测得的结果始终不会像用瓦特表测量输入功率一样准确。测量一系列输入及输出值,确定损耗原因电源效率与输入电压和输出负载有关。*估电源时,通常需要在几个不同的输入电压水平下测量效率,以便更好地判断出电路中的损耗究竟在何处。把得出的结果绘制在图表中,说明满载条件下效率与输入电压的关系。
接触器的选用应按满足被控制设备的要求进行,除额定工作电压应与被控设备的额定电压相同外,被控设备的负载功率、使用类别、操作频率、工作寿命、安装方式及尺寸以及经济性等是选择的依据。