怎么样做电源效率测试 有哪些需要注意的几点

来源：kaiyun.com官网    发布时间：2024-04-14 12:40:09

  书中，一般会提供几种常见输入输出应用下的效率曲线。当我们实际的应用场景范围与规格书上不同，或者在demo板的基础上咱们进行了其他改动时，就要重新进行效率测试。本文就来讲一讲怎么样做效率测试以及一些需要注意的几点。欢迎指正与补充。

  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。

  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。

  - 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，再更换至毫安档来测试。用毫安档来测试的情况下，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，才能接着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。

  （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会降低，低于测试条件。此时，需要适当抬高输入电压，尽可能保持测试输入电压的万用表上的数据与测试条件一致。

  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V, Iout=1mA-800mA情况下测得的效率结果：

  DC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，能重新测试那一点的效率，确认数据的正确性。效率测试得到的结果有时并不尽如人意，当效率未达到预期值时，可以用哪些方法来来优化呢？此处列出以下几种，以供参考，也欢迎补充和指正。

  在基础的DCDC电路中（此处依旧以BUCK 电路为例），有不少器件上都会产生损耗，从而影响效率：

  （即线圈的电阻），可将其与普通电阻一样视为耗能元件，在流过电流时，会产生损耗。故选择DCR更小的电感，能够达到减小损耗，提升效率的效果。b.

  ESR ：由于所有的器件都不是理想元件，实际的电容都具有寄生参数ESR（等效串联电阻）。当电流流过，ESR越大，则电阻损耗的功率越大，不仅会对效率有影响，还会影响电容寿命。故降低电容ESR也能够达到提高效率的效果。也能够使用多个电容并联的方式来降低ESR。c.

  ：目前常用的同步DCDC变换器中，都有MOSFET的存在。Rdson指的是晶体管的导通阻抗（可在器件规格书上找到），这一规格直接决定了MOSFET的功率效率。小的Rdson 值有利于减小器件导通期间产生的损耗。除了导通损耗，会影响效率的还有器件的开关损耗。开关损耗的产生来自于器件开关瞬间，其电流与电压曲线的交叠面积（如下图）。故提高MOS管的开关速度和驱动速度也能提高效率。

  都将开关管集成在了芯片内部，此时就不存在对MOS管单独选型的问题，而是对电源芯片的直接选择。

  开关损耗的降低，不但可以通过提高开关管的速度，也能够最终靠降频来达到。轻载时，开关损耗几乎不变，由于输出功率较低，所以效率下降很多。

  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

  曲线。当我们实际的应用场景范围与规格书上不同，或者在demo板的基础上我们

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