02.25 开关电源如何测几大电压?

无尘149302405


开关电源是交流变直流或直流变直流装置,以题主的交流220V变直流5V、16V双路输出为例

开关电源关键点的电压有:

  • 交流输入电压,单相交流220V。
  • 直流母线电压,单相交流220V整流滤波为直流310V电压。
  • 若开关电源是电源管理芯片类的,如UC3844电源管理芯片的各管脚电压也关键点电压,如它的7脚15-18V,8脚基准脚标准5V,还有它的1脚、3脚、4脚、6脚也都是关键点电压。
  • 开关电源输出电压,本例输出电压是5V及16V。

如何识别测量关键点电压

  • 交流单相电源电压220V与直流母线310V电压这两处电源电压,交流输入电源电压自然不用多说,直接用万用表交流档去测,直流母线电压用万用表的直流档,拿红表表笔搭直流母线电解电容的正极,黑表笔搭它的负极,这样就能测得直流母线电压了。
  • 电源管理芯片各脚电压是用万用表的直流电压档去测,黑表笔处在UC3844的5脚,红表笔依次按顺序测7脚、5脚、4脚、6脚、3脚、1脚的电压。其中4脚,6脚用示波器测输出波形,无条件可以用指针表查看指针摆动也成一定规律。
  • 开关电源两路输出电压5V、16V,开关电源若是有输出电压标识的直接用直流档测,若无标识就以开关电源的二次输出回路的电解电容为识别依据,电解电容耐压高的是16V输出,耐压低的为5V输出,如16V输出回路电解电容为35V470UF,5V输出回路电解电容为16V1000UF,这里用数字表不用区分电容正负,也不用区分表笔红黑直接测电容两脚就是输出电压了。

怎么识别开关电源工作状态

  • 若测得开关电源两路无电压输出,再把万用表直流档换成量程最小的直流档再测,要是输出电压很微弱,说明开关电源起振了,电源有故障或负载有故障。要是断开开关电源负载,开关电源输出依旧为零输出,那么是输出回路严重短路,要是开关电源根本没起振。
  • 给开关电源断电立马测开关电源的直流母线电压,用直流档测直流母线滤波电容,要是电压呈线性缓慢下降的说明开关电源起振,若是能维持310V电压久久不能降压的就是电源处在没起振状态。
    注意!不起振的开关电源断电之后还存高压电,操作一定要带手套

总结:

遇到怀疑开关电源工作异常的,测下开关电源的电压比较简单实用,要测开关电源个关键点的电压,尤其是电源管理芯片的电压对一般电工来说并非易事,还需要对开关电源有深入了解方可操刀。以上是强弱蜂鸣关于开关电源有几处关键点电压及如何识别测量的解答,谢谢!


强弱蜂鸣


开关电源的测试步骤

一、功能(Functions)测试:

输出电压调整(Hold-on VoltageAdjust)

电源调整率(LineRegulation)

负载调整率(LoadRegulation)

综合调整率(ConmineRegulation)

输出涟波及杂讯(Output Ripple& Noise, RARD)

输入功率及效率(Input Power,Efficiency)

动态负载或暂态负载(Dynamic orTransient Response)

电源良好/失效(Power Good/Fail)时间

起动(Set-Up)及保持(Hold-Up)时间

常规功能(Functions)测试

A. 输出电压调整:

当制造开关电源时,第一个测试步骤为将输出电压调整至规格范围内。此步骤完成后才能确保后续的规格能够符合。 通常,当调整输出电压时,将输入交流电压设定为正常值(115Vac或230Vac),并且将输出电流设定为正常值或满载电流,然后以数字电压表测量电源供应器的输出电压值并调整其电位器(VR)直到电压读值位于要求之范围内。

B. 电源调整率:

电源调整率的定义为电源供应器于输入电压变化时提供其稳定输出电压的能力。此项测试系用来验证电源供应器在最恶劣之电源电压环境下,如夏天之中午(因气温高,用电需求量最大)其电源电压最低;又如冬天之晚上(因气温低,用电需求量最小)其电源电压最高。在前述之两个极端下验证电源供应器之输出电源之稳定度是否合乎需求之规格。 为精确测量电源调整率,需要下列之设备:·能提供可变电压能力的电源,至少能提供待测电源供应器的最低到最高之输入电压范围,(KIKUSUI PCR系列电源能提供0--300VAC 5-1000Hz 的稳定交流电源,0---400V DC的直流电源)。

一个均方根值交流电压表来测量输入电源电压,众多的数字功率计能精确计量V A W PF。 ·一个精密直流电压表,具备至少高于待测物调整率十倍以上,一般应用5位以上高精度数字表。 ·连接至待测物输出的可变电子负载。

测试步骤如下:于待测电源供应器以正常输入电压及负载状况下热机稳定后,分别于低输入电压(Min),正常输入电压(Normal),及高输入电压(Max)下测量并记录其输出电压值。 电源调整率通常以一正常之固定负载(Nominal Load)下,由输入电压变化所造成其输出电压偏差率(deviation)的百分比,

如下列公式所示

V0(max)-V0(min) / V0(normal) 电源调整率亦可用下列方式表示之:于输入电压变化下,其输出电压之偏差量须于规定之上下限范围内,即输出电压之上下限绝对值以内。

C. 负载调整率:

负载调整率的定义为开关电源于输出负载电流变化时,提供其稳定输出电压的能力。此项测试系用来验证电源在最恶劣之负载环境下,如个人电脑内装置最少之外设卡且硬盘均不动作(因负载最少,用电需求量最小)其负载电流最低和个人电脑内装置最多之外设卡且硬盘在动作(因负载最多,用电需求量最大)其负载

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电流最高的两个极端下验证电源供应器之输出电源之稳定度是否合乎需求之规格。 * 所需的设备和连接与电源调整率相似,

唯一不同的是需要精密的电流表与待测电源供应器的输出串联。示: 测试步骤如下:于待测电源供应器以正常输入电压及负载状况下热机稳定后,测量正常负载下之输出电压值,再分别于轻载(Min)、重载(Max)负载下,测量并记录其输出电压值(分别为Vmax与Vmin),负载调整率通常以正常之固定输入电压下,由负载电流变化所造成其输出电压偏差率的百分比,如下列公式所示:

V0(max)-V0(min) / V0(normal) 负载调整率亦可用下列方式表示:于输出负载电流变化下,其输出电压之偏差量须于规定之上下限电压范围内,即输出电压之上下限绝对值以内。

D. 综合调整率:

综合调整率的定义为电源供应器于输入电压与输出负载电流变化时,提供其稳定输出电压的能力。这是电源调整率与负载调整率的综合,此项测试系为上述电源调整率与负载调整率的综合,可提供对电源供应器于改变输入电压与负载状况下更正确的性能验证。 综合调整率用下列方式表示:于输入电压与输出负载电流变化下,其输出电压之偏差量须于规定之上下限电压范围内(即输出电压之上下限绝对值以内)或某一百分比界限内。

E. 输出杂讯(PARD):

输出杂讯(PARD)系指于输入电压与输出负载电流均不变的情况下,其平均直流输出电压上的周期性与随机性偏差量的电压值。输出杂讯是表示在经过稳压及滤波后的直流输出电压上所有不需要的交流和噪声部份(包含低频之50/60Hz电源倍频信号、高于20 KHz之高频切换信号及其谐波,再与其它之随机性信号所组成)),通常以mVp-p峰对峰值电压为单位来表示。

一般的开关电源的规格均以输出直流输出电压的1%以内为输出杂讯之规格,其频宽为20Hz到20MHz(或其它更高之频宽如100MHz等)。 开关电源实际工作时最恶劣的状况(如输出负载电流最大、输入电源电压最低等),若电源供应器在恶劣环境状况下,其输出直流电压加上杂讯后之输出瞬时电压,仍能够维持稳定的输出电压不超过输出高低电压界限情形,否则将可能会导致电源电压超过或低于逻辑电路(如TTL电路)之承受电源电压而误动作,进一步造成死机现象。 例如5V输出,其输出杂讯要求为50mV以内(此时包含电源调整率、负载调整率、动态负载等其它所有变动,其输出瞬时电压应介于4.75V至5.25V之间,才不致引起TTL逻辑电路之误动作)。在测量输出杂讯时,电子负载的PARD必须比待测之电源供应器的PARD值为低,才不会影响输出杂讯之测量。

同时测量电路必须有良好的隔离处理及阻抗匹配,为避免导线上产生不必要的干扰、振铃和驻波,一般都采用双同轴电缆并以50Ω于其端点上,并使用差动式量测方法(可避免地回路之杂讯电流),来获得正确的测量结果,日本计测KEISOKUGEIKEN 的PARD 测试仪具备此种功能。

F. 输入功率与效率:

电源供应器的输入功率之定义为以下之公式:

True Power =Pav(watt) = V1 Ai dt = Vrms x Arms x Power Factor 即为对一周期内其输入电压与电流乘积之积分值,需注意的是Watt≠VrmsArms而是Watt=VrmsArmsxP.F.,其中P.F.为功率因素(Power Factor),通常电源供应器的功率因素在0.6~0.7左右,而大功率之电源供应器具备功率因素校正器者,其功率

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因素通常大于0.95,当输入电流波形与电压波形完全相同时,功率因素为1,并依其不相同之程度,其功率因素为1~0之间。

电源供应器的效率之定义为:

ΣVout x lout / True Power (watts) 即为输出直流功率之总和与输入功率之比值。通常个人电脑用电源供应器之效率为65%~80%左右。效率提供对电源供应器正确工作的验证,若效率超过规定范围,即表示设计或零件材料上有问题,效率太低时会导致散热增加而影响其使用寿命。 由于近年来对于环保及能源消耗愈来愈重视,

如电脑能源之星「Energy Star」对开关电源之要求:于交流输入功率为30Wrms时,其效率需为60%以上(即此时直流输出功率必须高于18W);又对于ATX架构开关电源于直流失能(DC Disable)状态其输入功率应不大于5W。因此交流功率测试仪表需要既精确又范围宽广,才能合乎此项测试之需求。

G. 动态负载或暂态负载

一个定电压输出的电源,于设计中具备反馈控制回路,能够将其输出电压连续不断地维持稳定的输出电压。由于实际上反馈控制回路有一定的频宽,因此限制了电源供应器对负载电流变化时的反应。若控制回路输入与输出之相移于增益(Unity Gain)为1时,超过180度,则电源供应器之输出便会呈现不稳定、失控或振荡之现象。实际上,电源供应器工作时的负载电流也是动态变化的,而不是始终维持不变(例如硬盘、软驱、CPU或RAM动作等),因此动态负载测试对电源供应器而言是极为重要的。可编程序电子负载可用来模拟电源供应器实际工作时最恶劣的负载情况,如负载电流迅速上升、下降之斜率、周期等,若电源供应器在恶劣负载状况下,仍能够维持稳定的输出电压不产生过高激(Overshoot)或过低(Undershoot)情形,否则会导致电源之输出电压超过负载组件(如TTL电路其输出瞬时电压应介于4.75V至5.25V之间,才不致引起TTL逻辑电路之误动作)之承受电源电压而误动作,进一步造成死机现象。

H. 电源良好/失效时间(Power Good、Power Fail或Pok)

电源良好信号,简称PGS(Power GoodSignal或Pok High),是电源送往电脑系统的信号,当其输出电压稳定后,通知电脑系统,以便做开机程序之 C 而电源失效信号(Power Fail或Pok Low)是电源供应器表示其输出电压尚未达到或下降超过于一正常工作之情况。 以上通常由一「PGS」或「Pok」信号之逻辑改变来表示,逻辑为「1或High」时,表示为电源良好(Power Good),而逻辑为「0或Low」时,表示为电源失效(Power Fail),请叁考图5之时序图:

电源的电源良好(Power Good)时间为从其输出电压稳定时起到PGS信号由0变为1的时间,一般值为100ms到2000ms之间。 电源的电源失效(Power Fail)时间为从PGS信号由由1变为0的时间起到其输出电压低于稳压范围的时间,一般值为1ms以上。日本计测KEISOKUGEIKEN 的电子负载可直接测量电源良好与电源失效时间,并可设定上下限,做为是否合格的判别。

I. 启动时间(Set-Up Time)与保持时间(Hold-Up Time)

启动时间为电源供应器从输入接上电源起到其输出电压上升到稳压范围内为止的时间,以一输出为5V的电源供应器为例,启动时间为从电源开机起到输出电压达到4.75V为止的时间。

保持时间为电源供应器从输入切断电源起到其输出电压下降到稳压范围外为止的时间,以一输出为5V的电源供应器为例,保持时间为从关机起到输出电压低于4.75V为止的时间,一般值为17ms或20ms以上,以避免电力公司供电

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中于少了半周或一周之状况下而受影响。 启动时间与保持时间的时序如图6所示。 

I. 其它·Power Up delay:

+5/3.3V 的上升时间(由10%上升到90%电压之时间) ·RemoteON/OFF Control:遥控「开」或「关」之控制 ·Fan SpeedControl/Monitor:散热风扇之转速「控制」及「监视」 二、保护动作(Protections)测试:·过电压保护(OVP, OverVoltage Protection) ·短路保护(Short) ·过电流保护(OCP, Over Current Protection) ·过功率保护(OPP, Over Power Protection)

保护功能测试A. 过电压保护(OVP)测试

当电源供应器的输出电压超过其最大的限定电压时,会将其输出关闭(Shutdown)以避免损坏负载之电路组件,称为过电压保护。过电压保护测试系用来验证电源供应器当出现上述异常状况时(当电源供应器内部之回授控制电路或零件损坏时,有可能产生异常之输出高电压),能否正确地反应。 过电压保护功能对于一些对电压敏感的负载特别重要,如CPU、记忆体、逻辑电路等,因为这些贵重组件若因工作电压太高,超过其额定值时,会导致永久性的损坏,因而损失惨重。

电源供应器于过电压情形发生时,其输出电压波形如图7所示。

B. 短路保护测试,电源供应器能否正确地反应。

C.可能是配线连接错误,或使用电源之组件或零组件故障短路所致(当电源供应器的输出短路时,则电源供应器应该限制其输出电流或关闭其输出,以避免损坏。短路保护测试是验证当输出短路时 过电流保护OCP测试当电源供应器的输出电流超过额定时,则电源供应器应该限制其输出电流或关闭其输出,以避免负载电流过大而损坏。又若电源供应器之内部零件损坏而造成较正常大的负载电流时,则电源供应器也应该关闭或限制其输出,以避免损坏或发生危险。过电流保护测试是验证当上述任一种状况发生时,电源供应器能否正确地反应。

D. 过功保护

稍具变化。)等(本项测试通常包含两组或数组输出功率之功率限制保护,因此较上述单一输出之保护测试 过功率保护测试是验证当上述任一种状况发生时,电源能否正确地反应。 超过额定时,则电源应该限制其输出功率或关闭其输出,以避免负载功率过大而损坏或发生危险。又若电源内部零件损坏而造成较正常大的负载功率时,则电源也应该关闭或限制其输出,以避免损坏。)可为单一输出或多组输出(当电源的输出功率

三、安全(Safety)规格测试:

输入电流、漏电电流等 ·耐压绝缘: 电源输入对地,电源输出对地;电路板线路须有安全间距。 ·温度抗燃:零组件需具备抗燃之安全规格,工作温度须于安全规格内。 机壳接地:需于0.1欧姆以下,以避免漏电触电之危险。

·变压输出特性:开路、短路及最大伏安(VA)输出

四、异常测试:

散热风扇停转、电压选择开关设定错误 五、电磁兼容(ElectromagneticCompliance)测试:电源供应器需符合CISPR 22、CLASS B之传导与幅射的4dB馀裕度,电源供应器需在以下三种负载状况下测试:每个输出为空载、每个输出为50%负载、每个输出为100%负载。 传导干扰/免疫:经由电源线之传导性干扰/免疫 ·幅射干扰/免疫:经由磁场之幅射性干扰/免疫

六、 可靠性(Reliability)测试:

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老化寿命测试:高温(约50-60度)及长时间(约8-24小时)满载测试。

七、其它测试:

ESD:ElectrostaticDischarge静电放电(人或物体经由直接接触或间隔放电引起)在2-15KV之ESD脉波下

待测物之每个表面区域应执行连续20次的静电放电测试,电源供应器之输出需继续工作而不会产生突波(Glitch)或中断(Interrupt),直接ESD接触时不应造成过激(Overshoot)或欠激(Undershoot)之超过稳压范围的状况、及过电压保护(OVP)、过电流保护(OCP)等。另外,于ESD放电电压在高达25KV下,应不致造成组件故障(Failure)。

EFT:Electrical FastTransient or burst一串切换杂讯经由电源线或I/O线路之传导性干扰(由供电或建筑物内引起)。

Surge:经由电源线之高能量暂态杂讯干扰(电灯之闪动引起)。 ·VD/I:Dips andInterrupts电源电压下降或中断(电力分配系统之故障或失误所引起,例如供电过载或空气开关跳动所引起) ·Inrush: 开机输入冲击电流,开关电源对供电系统的影响。


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开关电源测量输出端电压:只要将万用表调到直流电压合适档位,黑笔接开关电源输出端负极,红表笔接各输出端的正极5v,12v,18v等插口端子,一般板上都有标示,如果没有标示的板可以直接测量几个输出端滤波电解电容两脚电压也可以大至判断电压是否正常!


云中飞仙


1.滤波整流输出电压为310v;

2.稳压输出(主电压)约135v

3.场稳压输出电压24v;

4.稳压输出电压12v;

5.稳压输出电压6.3v;

6.如果是开关电源板,接100w负载后测量。(把负载接到135v输出点)


清晨6052


你说的应该是台式电脑的开关电源吧!一般2种电源,大接口的是12V,红正黑负,小接口的5V也是红正黑负。不是这两种一般应该是电源损坏了。


娱乐头板头眺


220伏的输入电压。整流以后升压电容上的310伏电压。在测负载上的工作电压。 这三项正常说明电源板基本没有问题。


顺其自然17852642


测量220付交流输入,整流后310直流,开关管是否起振,变压器出去是否有电压,输出是否正常。这样基本就可以判断这款板子是哪里出问题了。


医疗设备维修务工


这个有点无厘头,题设不严谨不知道该怎么回答!如果是维修则需要测量的包括交流输入、整流输出(DC300左右)、pfc输出(如果有,一般在DC390V左右)、各类输出。


philips_lu


一般开关电源指的是直流开关电源,输出一般为5V~48V不等,可以直接用万用表测量


攻城狮也是农民工


万用表调节到电压挡 黑红表笔测试


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