测试需求

 
    UUT是为一系列的AC-DC电源，在参数方面，额定输入兼容多种交流电源,包括90VAC, 220VAC, 276VAC等，最大功率不大于600W。输出是多通道的，包括交流和直流输出.最多输出可达10个通道。根据用户需求，要求测试设备有一定的通用性，符合上述要求的模块都能测试。以下仅根据该系列电源中某种产品为例，描述如何用BR02通用测试仪实现用户的测试要求。

    该型号电源120VAC输入，多路直流交流电平输出。要求测量不同负载模式下（满载，半载）电平输出，功率，效率，过压保护，过流保护等功能。 
　

　

指标分析

输入功率 对输入功率的测量，是在额定负载的情况下进行的。测试采用如右图所示的测量方式。交流电源的输入功率定义为： 
     
即为对单位时间内其输入电压与电流乘积值。对于正弦波形的交流信号，相当于电流电压的乘积再乘以功率因子。因此，除了要测量输入电流、输入电压的rms值，还需要测量功率因子。通过这三个参数，可以得到输入功率。

图1 输入功率测量
效率 效率定义为：
     
即输出的各通道的总的功率和与输入功率的比率。
输出部分，如果是直流，通过直流电压和电流测量方法来测量，如果是交流，则采用于测量输入功率类似的方法测试。

图2  效率测量
输出电压测量 输出电压范围的定义，通常就是输出直流电压和输出电流允许变化的范围内，调节变换设备的输出直流工作电压，其可调范围应为额定值的±10％，通常通过图3的方式来测量。
测试中，需要：
a) 接入负载，等待输出电压稳定后，测量输出电压；
b) 分别对每个通道，包括交直流通道，分别采用交直流电压测量方法来测量电压值；
c) 反复上面的两个步骤，测量得到的最高和最低电压，经过下面的公式计算，就可以得到输出电压的范围。
输出电压的范围计算公式如下：
 

图3 输出电压测量
过压保护 当电源的输出电压超过其最大的限定电压时，会将其输出关闭以避免损坏负载之电路组件。过电压保护测试时，利用电源的AKG 测试点，短路后，造成输出电压过压。当电压输出超过保护点后，会在一个时间范围内，迅速跌落到0V。
过流保护 OCP是电源设计中，当电源的输出电流超过其最大的限定电流时，会将其输出关闭以避免损坏电源。
对OCP的测量，通过对负载的调节，来实现过流。OCP的测量同OVP类似，也是通过控制，将符合过载条件的负载接入输出通道，然后测量输出电压，看是否已经实现保护，电源已经没有提供该通道的输出。
输出稳定时间 Hold up timing,保持时间为电源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中少了半周或一周之状况下而影响电源的工作。
根据客户需求，这里涉及到的被测参数是standby和powerdown信号。
当powerdown信号下落到关机门限后(一般是0.4V左右)，standby信号要经过一段不小于thold（设定为15ms）的延迟后，standby信号才会下落。

 

关键技术
　
交流
电压测量		 交流电压的测量，主要是对ture rms电压的测量。
基本的测量思想是：通过将交流有效值/直流转换电路，将交流信号转换为直流信号，测量直流信号就可以得到Ture rms的电压了。
　

图4 交流有效值的测量
功率因子测量 功率因子的测量，主要是对电压和电流之间的相位差的测量。通过电压和电流信号的获取、整形。最终将相位差调整到一个脉宽信号中。具体的实现电路如图5所示。

图6给出了图5中标注点的波形。最终在E点，得到的脉冲波形的宽度，就可以折算成电压电流的相位角 。而当传输信号波形为正弦波时，功率因子的计算遵循下面的公式：

              
也就是说，当相位差角越小，功率因子越大。


　

图5 功率因子的测量原理框图

图6 关键点的波形逻辑示意图

　
测试方案

   在本方案中，采用BR02通用功能测试仪，并结合通用测试软件和测试夹具治具，组成了一个简单易用的小型化自动测试平台(miniATE)。

    BR02通用功能测试仪自带的直流交流电压测量，频率测量，功率测量功能,PWM信号发生功能无论从通道数量还是测量精度上都可以满足用户的需要。在本设计中，硬件部分主要包括信号源、测量电路、通道开关三个部分。辅助的还有显示、控制等。共同实现测试的自动化，以保证测试的一致性和高效性。对于电源激励信号和负载，从成本上面考虑，没有采用可编程电源和可编程电子负载，而是采用的固定的模块电源和大功率的固定负载，电源和负载安装在测试夹具内部，和BR02的继电器开关板相连。测试原路如下图所示：
　

图7 测试设备原理框图
设备连线示意