您现在的位置：首页 > 检测项目 > 其他检测

开关电源的主输出电压检测

1对1客服专属服务，免费制定检测方案，15分钟极速响应

可选形式：电子报告纸质报告

可选语言：中文报告英文报告

发布时间：2025-06-02 12:44:10 更新时间：2025-06-01 12:44:10

点击：0

作者：中科光析科学技术研究所检测中心

开关电源主输出电压检测

在现代电子设备中，开关电源（SMPS）因其高效率、小体积、重量轻等优点，已成为主流的电源解决方案。其核心功能是将输入交流或直流电压转换（通常是降压）成设备所需的稳定直流电压。其中，主输出电压的稳定性和精度至关重要，直接关系到负载设备的正常运行、寿命甚至安全。输出电压偏离额定值可能导致设备功能异常、性能下降、数据错误，甚至元器件损坏。因此，对开关电源的主输出电压进行准确、可靠的检测是研发、生产、品控及维修环节不可或缺的关键步骤。检测的目的在于验证电源在标称输入电压、不同负载条件（空载、半载、满载）以及环境变化（如温度）下，其主输出电压是否能持续稳定地维持在规定的容差范围内，并满足纹波噪声、瞬态响应等动态性能要求。

核心检测项目

围绕主输出电压的检测，主要包含以下几项关键指标：

标称输出电压精度： 在额定输入电压和典型负载条件下，测量实际输出电压与标称值的偏差。
电压调整率（源效应）： 负载不变时，输入电压在规定范围内变化（如AC 85V~264V）引起的输出电压变化。
负载调整率： 输入电压不变时，负载电流在规定范围内变化（如0%~100%）引起的输出电压变化。
纹波与噪声： 叠加在直流输出电压上的高频交流分量（通常由开关动作引起）和随机干扰（噪声）。这是衡量输出纯净度的关键指标。
瞬态响应： 负载电流发生阶跃变化（如从半载突增到满载或突减）时，输出电压的波动幅度和恢复到稳定值的速度。
交叉调整率（多路输出适用）： 当其他某一路输出负载变化时，对主输出电压稳定性的影响。

关键检测仪器

准确测量开关电源主输出电压及其相关参数需要使用合适的仪器：

数字万用表： 用于测量输出电压的静态直流值及精度，操作简单但带宽有限，无法捕捉快速变化和纹波噪声。
数字示波器： 检测仪器中的核心设备。用于精确测量输出电压的直流电平、纹波、噪声、瞬态响应波形。
- 带宽： 需远高于开关频率（通常建议为开关频率的5-10倍或更高），以准确捕获谐波和快速瞬变。
- 采样率： 需足够高以满足带宽要求。
- 探头： 推荐使用 高压差分探头 或 专用低噪声无源/有源探头 配合接地弹簧（而非长接地夹）。差分探头可直接测量输出端对地电压，避免共模噪声干扰，安全性也更高。使用普通无源探头时务必注意接地环路引入的噪声。
直流电子负载： 用于模拟实际负载，精确控制负载电流的大小和变化模式（恒流CC、恒压CV、恒功率CP、恒电阻CR），是测试负载调整率、瞬态响应、效率的必备设备。
交流电源： 提供稳定且可调（电压、频率）的输入电源，用于测试电压调整率。
温度试验箱： 用于测试在不同环境温度下输出电压的稳定性（温度系数）。

主要检测方法

针对不同的检测项目，需采用特定的测试方法：

静态输出电压精度、调整率测试：
1. 设定交流电源为标称输入电压和频率。
2. 设定电子负载为规定测试点（如空载、50%负载、100%负载）。
3. 待电源和负载稳定后（通常需预热一段时间），使用高精度数字万用表测量主输出端子间的直流电压。
4. 计算输出电压与标称值的偏差百分比（精度）或在不同输入/负载条件下输出电压的最大变化量（调整率）。
纹波与噪声测量（示波器法）：
1. 连接：使用差分探头（或低噪声探头+接地弹簧）直接连接电源主输出正负端子。探头接地线尽量短。
2. 示波器设置：
  - 选择交流耦合 (AC Coupling) 以滤除直流分量。
  - 设置合适的垂直灵敏度（V/div）以清晰观察纹波波形。
  - 设置带宽限制（如20MHz）以滤除高频噪声，使测量更接近标准要求（注意标准具体要求）。
  - 开启测量功能，选择峰峰值（Vpp）测量。
3. 在额定输入电压和满载（或规定负载）条件下进行测量，读取并记录峰峰值电压。
瞬态响应测试：
1. 设定交流电源为标称输入电压。
2. 在电子负载上设置瞬态模式，定义起始负载电流 (I1)、终止负载电流 (I2)、转换斜率 (A/μs) 和转换周期 (Period)。常用测试点为25%到75%负载、50%到100%负载的阶跃变化。
3. 使用示波器（AC耦合或DC耦合观察偏移）监测主输出电压波形。
4. 测量并记录：输出电压的最大偏差（上冲/下冲幅度，通常以标称电压的百分比表示）以及恢复时间（输出电压恢复到规定误差带内的时间，如±1%或±5%）。

相关检测标准

开关电源主输出电压的检测需遵循国家、国际或行业的相关标准规范，确保测试的统一性和结果的可比性。主要标准包括（具体条款和限值需查阅标准原文）：

国际电工委员会 (IEC)：
- IEC 61000-4-17: 直流电源输出特性的测试方法（纹波、噪声、调整率、瞬态响应等）。
- IEC 62368-1: 音视频、信息和通信技术设备安全要求（涉及电气安全，也对输出性能有要求）。
美国/加拿大：
- UL 60950-1 (旧) / UL 62368-1 (新)：信息技术设备安全。
- Energy Star (能源之星)：对效率有严格要求，但对输出电压精度和纹波也有基本规范。
中国国家标准 (GB)：
- GB 4943.1：信息技术设备安全（等同IEC 60950-1）。
- GB/T 14711：中小型旋转电机通用安全要求（部分要求适用于电机驱动电源）。
- GB/T 17626.17：电磁兼容试验和测量技术直流电源输入端口纹波抗扰度试验（间接约束输出纹波）。
- 行业标准：如通信行业YD/T标准，对通信电源的输出电压范围、精度、纹波噪声、瞬态响应等有更具体严格的规定。
厂商规格书： 最直接的依据是电源制造商在其产品规格书（Datasheet）中明确标定的输出电压精度范围、调整率限值、纹波噪声峰峰值限值、瞬态响应要求等。