在可編程電源的電壓和電流驗證中,電壓精度通常需控制在±0.1%以內(nèi),電流精度需控制在±0.2%以內(nèi),部分高精度場景甚至要求更高。以下從技術(shù)標準、測試方法、行業(yè)應用三個維度展開分析:
一、技術(shù)標準:國際與國內(nèi)規(guī)范對誤差的界定
國際標準(IEC 62368-1)
該標準明確要求可編程電源的電壓偏差需小于標稱值的±0.1%,電流偏差需小于標稱值的±0.2%。例如,標稱12V的電源,輸出電壓應在11.988V至12.012V之間;標稱1A的電流,輸出應在0.998A至1.002A之間。
國內(nèi)標準(GB/T 40427-2021)
針對電力系統(tǒng)電壓偏差,220V單相供電的允許偏差為-10%至+7%,但可編程電源作為精密測試設備,其精度要求遠高于此。國內(nèi)廠商(如航裕電源)通常將電壓精度控制在±0.05%以內(nèi),電流精度控制在±0.1%以內(nèi),以滿足高精度測試需求。
二、測試方法:如何量化誤差范圍
- 電壓精度測試
- 工具:高精度數(shù)字萬用表(DMM,分辨率≥6位半)、標準電壓源。
- 步驟:
設定電源輸出電壓(如5V、12V、24V)。
用DMM測量實際輸出電壓,記錄數(shù)據(jù)。
計算偏差:
電壓偏差=設定電壓實際電壓?設定電壓×100%
4. 驗證偏差是否在±0.1%以內(nèi)。
- 案例:某電源設定12V輸出,實測12.005V,偏差為+0.042%,符合標準。
- 電流精度測試
- 工具:電子負載、高精度DMM。
- 步驟:
設定電源輸出電流(如1A、2A、5A)。
用電子負載加載,DMM測量實際電流。
計算偏差:
電流偏差=設定電流實際電流?設定電流×100%
4. 驗證偏差是否在±0.2%以內(nèi)。
- 案例:某電源設定2A輸出,實測1.996A,偏差為-0.2%,符合標準。
三、行業(yè)應用:不同場景對誤差的差異化要求
- 消費電子測試
- 場景:手機充電器、適配器測試。
- 要求:電壓精度±0.5%,電流精度±0.5%。
- 原因:成本敏感,且終端產(chǎn)品對電源波動容忍度較高。
- 汽車電子測試
- 場景:車載充電器、BMS測試。
- 要求:電壓精度±0.1%,電流精度±0.2%。
- 原因:需模擬電池充放電曲線(如CC-CV模式),微小偏差可能導致測試結(jié)果失真。
- 航空航天測試
- 場景:衛(wèi)星電源模塊、電動飛機動力系統(tǒng)測試。
- 要求:電壓精度±0.01%,電流精度±0.05%。
- 原因:極端環(huán)境(如真空、高溫)下,電源穩(wěn)定性直接影響設備可靠性。
四、誤差來源與優(yōu)化策略
- 硬件層面
- 元件精度:采用高精度采樣電阻(如0.01%精度)、低溫漂運放(如±5ppm/℃)。
- 布局優(yōu)化:縮短電壓/電流采樣路徑,減少寄生參數(shù)干擾。
- 軟件層面
- 數(shù)字校準:通過DSP算法補償ADC/DAC的非線性誤差。
- 動態(tài)補償:實時監(jiān)測負載變化,調(diào)整PWM占空比以穩(wěn)定輸出。
- 環(huán)境控制
- 溫濕度:在25℃±1℃、濕度≤60%的環(huán)境中測試,避免熱漂移。
- 電磁兼容:屏蔽測試環(huán)境,防止外部干擾(如手機信號)引入噪聲。