DCDC隔离电源的常见测试指标及其测试方法

本文通过实测的方式为大家展示一些DCDC隔离电源的测试方法。

DC-DC隔离电源测试方法包括多个方面，主要是为了确保电源的性能、效率和安全性。以下是一些常见的测试方法和步骤：

1. 输入和输出电压测试

• 目的：确认输入和输出电压是否符合规格。
• 方法：
  • 使用万用表测量输入电压，确保在规定范围内。
  • 测量输出电压，检查其是否在额定值范围内。

2. 负载测试

• 目的：验证电源在不同负载条件下的性能。
• 方法：
  • 使用可调负载，逐步增加负载，从零负载到最大额定负载。
  • 记录输出电压和电流变化，观察输出的稳定性。

3. 效率测试

• 目的：评估电源的能量转换效率。
• 方法：
  • 测量输入功率（输入电压 × 输入电流）。
  • 测量输出功率（输出电压 × 输出电流）。
  • 计算效率：效率 = (输出功率 / 输入功率) × 100%。

4. 纹波和噪声测试

• 目的：评估输出电压的纹波和噪声水平。
• 方法：
  • 使用示波器测量输出端的电压波形，观察并记录纹波电压的峰峰值和频率成分。

5. 温升测试

• 目的：检查电源在工作过程中的温升情况。
• 方法：
  • 在满载情况下运行电源，使用温度计或热成像仪测量电源不同部位的温度，确保不会超过规定的温度范围。

6. 绝缘测试

• 目的：确保输入和输出之间的绝缘性能良好。
• 方法：
  • 使用绝缘测试仪测量输入端与输出端之间的绝缘电阻，通常要求在特定条件下（例如500V直流下）绝缘电阻应大于一定值。

7. 短路和过载保护测试

• 目的：验证电源在短路或过载情况下的保护功能。
• 方法：
  • 模拟短路条件，观察电源是否能及时切断输出。
  • 逐步增加负载至超过额定值，确保电源能够在过载情况下保护自身。

8. EMI/EMC测试

• 目的：测试电源的电磁干扰和抗干扰能力。
• 方法：
  • 根据相关标准（如CISPR）进行辐射和传导干扰测试，确保电源符合EMI/EMC要求。

9. 老化测试

• 目的：评估电源长期使用的稳定性。
• 方法：
  • 在高温、高湿和高负载条件下进行长时间测试，观察电源性能变化。

10.开关机测试

目的：评估电源开机过程中输出电压质量。

方法：在常温下、进行满载、半载、空载、输入全电压范围内的开关测试，并纪录下其输出电压的变化。

11.动态性能测试

目的：评估电源在输出负载跳变过程中输出电压质量。

方法：利用电子负载的动态测试功能进行测试，并纪录下其输出电压的变化。

 

除此之外还有容性负载，欠压保护，短路保护功能，白盒性能的各项目测试。
 

注意事项

• 在进行所有测试时，务必遵循安全操作规程，确保设备和人员的安全。
• 记录每次测试的数据，以便后续分析和对比。

通过上述测试方法，可以全面评估DC-DC隔离电源的性能和可靠性。

下面就通过实测操的方式来测试一款型号为URB2405S-6WR3的隔离电流模块，生产厂家是深圳市利华鸿电子科技有限公司。对以上步聚进行一一说明。

待测产品的外观及尺寸如下图所示：

待测产品外观

本次测示所用到的设备包括如下：电源IT6720  电子负载IT8511A+  示波器KEYSIGHT MSOX2024A 热成像仪：HIKMICRO H10  实验箱：WBE-SGD-80LA  电流探头：HCP8030 耐压测试仪：EXTECH 7162。

一个开关电源的测试指标有几十项，本次测试方法介绍常的技术参数测试的操作方法。通过这些常规的，基本参数测试大体上就能判断所测的电源产品的性能是否良好了。

先上个测试电路基本框架图：如下图所示，一般采用开尔文连接方接入电流和电压表。这样可以避免线损带来的测试误差。

效率测试：

为最基本的参数测试，通过图1的接线方式调节输入电压从9到36V，负载为满载1.2A电流值，电子负载设置为CC模式。读出电流电压参数值再通过计算就能得到相应的效率实测值了~

注意事项：要注意输入电源的电流限制功能，测试时要把限流值调至大于规格书的提供的输入电流值两倍以上。否则容易在起机时触发其限流值。

满载效率测试：

VIN（V）	9	12	18	24	30	36
Iin (mA)	834	609	399	299	242	204
VOUT(V)	5.02	5.02	5.03	5.03	5.03	5.03
IO(mA)	1197	1197	1197	1197	1197	1197
η（%）	80.05	82.22	83.83	83.9	82.93	81.98

空载待机电流测试

VIN（V）	9	12	18	24	30	36
Iin (mA)	7.64	6.23	4.83	4.13	3.71	3.45
VOUT(V)	5.04	5.04	5.05	5.05	5.05	5.05

评价：上面两个表格的数据是实测要品的数据,通过测试数据可以看到，其产品效率是比较高的，比一般常规的URB2405S-1WR3灌封类的产品要高4个百点。

 

负载测试：

测试方法：选取最低，典型值 、最高输入电压三个输入电压点。按图1接线方式；调节不同输入负载电压时记录下对应的输入电流及其输入电压。如下表所示。

VIN（V）	24VDC
Iin (mA)	5.04	35.9	67.7	130.5	245	299
VOUT(V)	5.04	5.02	5.02	5.03	5.03	5.03
IO(mA)	0	120	240	480	960	1197
η（%）	/	69.9	74.1	77.1	82.1	83.9

评价：上表为产品实测的技术测试纪录，从数据中可以看到，该产品有良好的效率曲线。

纹波&噪声测试

测试方法：按图1接线，观测不同负载下示波器上的显示的电压值，示波器带宽需限制为20MHz。 另外很多同类型的产品要求采用平衡线测试方法，这种方法在作者看来可以大幅减小测试量的纹波噪声值，在作为产品性能评估时不推荐使用。本次的产品测试只在测试架的输出端接入一个1uF/25V的MCLL电容，材质为X7R.。按其规格书推荐电路接入一个LC滤波电路。如果不接，输出电容值会比实际值要大一些。

测试纪录：

VIN= 9 V(100%LOAD)	VIN=24  V(100%LOAD)	VIN= 36 V(100%LOAD)
VIN= 9  V(0%LOAD)	VIN= 24  V(0%LOAD)	VIN=36  V(0%LOAD)

评价：上表为产品实测的技术测试纪录，从数据中可以看到，该产品的输出纹波噪声在同类型产品中还是比较小的。

产品温升测试

• 目的：检查电源在工作过程中的温升情况。
• 注意事项：测试前需要待电源满载运行半个小时以上再进行测试。
• 方法：在满载情况下运行电源，使用温度计或热成像仪测量电源不同部位的温度，确保不会超过规定的温度范围。

以下是该产品的测试热成像图片，从图中可以看到其发热较严重的是集成IC器件，最高温度为85.5度。在低压输入时所测得。

VIN= 9 V(100%负载)	VIN= 24 V(100%负载)	VIN= 36  V(100%负载)

评价：这种开板的电源产品局部温升会比较大，这一点不如灌封的产品，因此在选型时需要依据电源的工作环境温度及降额来进行估。该电源产品在降额使用时，器件温升将大幅下降。

 

开关机测试

目的：评估电源开机过程中输出电压质量。

方法：在常温下、进行满载、半载、空载、输入全电压范围内的开关测试，并纪录下其输出电压的变化。

 

开机波型

VIN=  9 V(100%LOAD)	VIN=  24 V(100%LOAD)	VIN=  36V(100%LOAD)
VIN= 9 V(0%LOAD)	VIN= 24 V(0%LOAD)	VIN= 36 V(0%LOAD)

关机波型

VIN=  9 V(100%LOAD)	VIN=  24 V(100%LOAD)	VIN=  36V(100%LOAD)
VIN= 9 V(0%LOAD)	VIN= 24 V(0%LOAD)	VIN= 36 V(0%LOAD)

评价：从上面的测试纪录，可以看到，该产品开关输出电压质量还是比较高的。

 

过载保护测试

目的：验证电源在短路或过载情况下的保护功能。

方法：接线图1逐步增加负载至超过额定值，确保电源能够在过载情况下保护自身。为了能准确测试出该产品过载电流值，有条件的话可以借助电流探头来观察。

VIN=  9 V（1.8A）	VIN= 24  V( 2.4A )	VIN=   36V( 2.5A )

评价：该产品的过流点设置比较大，能适应较大的瞬时负载需求。

动态性能测试

目的：评估电源在输出负载跳变过程中输出电压质量。

方法：利用电子负载的动态测试功能进行测试，并纪录下其输出电压的变化。一般按其规格书的指标要求进行25%的负载跳变测试。

电子负载动态设置：负载电流变化率1A/uS。

VIN=  9V(75%-100%负载跳变)	VIN= 24 V(75%-100%负载跳变)	VIN= 36 V(75%-100%负载跳变)
VIN=9  V(25%-50%负载跳变)	VIN= 24 V(25%-50%负载跳变)	VIN= 36 V(25%-50%负载跳变)

评价：该产品动态性能较良好，与同类型产品相比，基本一致。

 

除此之外还有容性负载，欠压保护，短路保护功能，白盒性能的各项目测试，及其他测试方式，待一下期更新。