ACDC电源转换器测试方案

AC-DC电源转换器测试方案摘要：AC-DC电源转换器测试方案关键字：AC-DC电源模块, 交流电源·系统概述该自动测试系统用于AC-DC电源模块的性能测试和分析。

该系统硬件由AMETEK CI i/iX程控交流电源、AMETEK Sorensen SL程控直流电子负载、测试夹具、数据采集系统和示波器组成，具有测量稳定可靠、速度快和精度高的特点，可适用于电源单元的各种动、静态功能测试。

该系统非常适合DC-DC电源转换器的测试。

系统框图如下图。

来源:大比特半导体器件网·系统组成该系统由AMETEK CI i/iX程控交流电源，AMETEK Sorensen SL程控直流电子负载，数据采集系统USB-1208，Tektronix示波器，以及工控电脑等组成。

如下图。

借助Labview和Test stand 平台强大功能和灵活特性，可灵活地定制相应的测试程序集，以实现不同的测试要求。

来源:大比特半导体器件网·系统功能该系统主要功能如下：来源:大比特半导体器件网(a) 主要可测试项目：来源:大比特半导体器件网功能(Functions)测试：- 输出电压调整(Hold-on Voltage Adjust)- 电源调整率(Line Regulation)- 负载调整率(Load Regulation)- 综合调整率(Combine Regulation)- 输出涟波及杂讯(Output Ripple & Noise, RARD)- 输入功率及效率(Input Power, Efciency)- 动态负载或暂态负载(Dynamic or Transient Response) - 电源良好/失效(Power Good/Fail)时间- 起动(Set-Up)及保持(Hold-Up)时间- 功率因数来源:大比特半导体器件网保护动作(Protections)测试：- 过电压保护(OVP, Over Voltage Protection)- 短路保护(Short)来源:大比特半导体器件网- 过电流保护(OCP, Over Current Protection)- 过功率保护(OPP, Over Power Protection)- 低压保护(LVP, Low Voltage Protection)(b) 权限分级控制来源:大比特半导体器件网(c) 数据处理来源:大比特半导体器件网(d) 系统升级（注：文件素材和资料部分来自网络，供参考。

国家标准《半导体混合集成电路 AC/DC测试方法》（征求意见稿）编制说明一、工作简况《半导体混合集成电路 AC/DC测试方法》项目编写工作的下达计划任务主管部门为工业和信息化部、归口单位为全国半导体器件-集成电路标准化分技术委员会（SAC/TC78/SC2）、项目计划号为20182282-T-339。

标准起草单位为中国航天科技集团公司第九研究院第七七一研究所、中国电子科技集团公司第五十八研究所。

工作中电参数的测试方法主要以1997年四机部SJ20646-1997 《混合集成电路DC-DC变换器测试方法》标准，国外Synqor、Traco Power、Gaia等公司系列产品技术手册为参考，主要从直流、交流、瞬态、隔离保护、控制等五个方面对AC/DC的27项电参数的通用测试方法进行编写，并对各项参数测试方法进行实测验证。

主要起草人王福强、刘玢和韩新峰负责规范的编写、李雷和邓些鹏负责测试项的测试验证及技术实现。

二、标准编制原则和确定主要内容的论据及解决的主要问题AC/DC是一种将频率和幅度可变的交流电压转换为稳定直流电压的混合集成电路，具有高效率、低功耗、宽范围等特点，大量应用于军工电源产品之中。

为确保整机产品的质量，需要对AC/DC产品进行精确、全面、高效、安全的检测。

由于国内对于AC/DC电源的测试方法和线路没有独立的通用标准，生产厂家和检验机构对于该类器件测试多采用企业标准，造成不同厂家之间测试结果存在一定偏差。

为使得AC/DC在测试线路和方法上有章可循、有据可依，需制定AC/DC 模块电源的通用测试标准，作为生产厂家和检验机构测试该类器件的理论依据和方法指导。

为确保标准具有通用性，我们对国内外主要AC/DC器件的电参数进行分析归纳，选定27项电参数纳入本标准编写，这些参数涵盖直流、交流、瞬态、隔离保护和控制等五个方面，确保参数的覆盖性。

1、直流参数共选定直流参数13项：交流输入电压范围、交流输入频率范围、输出电压精度、电压调整率、电流调整率、效率、输出纹波电压、空负载输入电流、满负载输入电流、关断态输入电流、交叉调整率、输出电压调整范围、输出电压温度系数。

三相单位功率因数AC / DC转换器〔PFC〕的双隔离的DC / DC的电池充电器J. Herminjard, EIVD-LEP, CH-1401 Yverdon：+41〔0〕244 232 272 / ：+41〔0〕244 250 050C. Zimmermann, EPFL-DE-LEI, CH-1015 LausanneR. Monnier, R+D Leclanché SA, CH-1401 Yverdon关键词电池充电器，控制，转换电路，数字信号处理器，效率，谐波，高频电源，转换器，功率因数校正，电源质量，仿真，三相系统。

一摘要在这篇文章中的开展和实现一个8千瓦的功率因数校正电池充电器〔PFC〕的描绘。

该转换器分为两局部：第一局部是一个基于“维也纳〞的AC / DC转换器以及基于“维也纳〞的拓扑和700V的中点连线[1]控制输出电压，[2]那个第二局部由两个DC，有电气隔离和并行输出DC转换器。

输出电流和电压可控制的范围0 - 28安培及0 - 280伏特。

不断增长的电动汽车的电池充电器高效率的需求，低电源电流的谐波失真减少了重量和体积。

为此，两个高校和电池制造商已经意识到了8千瓦的统一充电器原型功率因数和三相正弦电流。

图1.1显示了实现安装的主要局部。

由于有两种控制只有三个控制半导体中间电压的可能性，“维也纳〞拓扑构造[1]和[2]是用来实现选择交流/直流转换器。

这局部是在Yverdon - les - Bains的功率电磁学实验楼〔C. Yechouroun教授〕的EIVD〔学院实验室科特迪瓦工程师协会〕设计和实现的。

这两个工作在30KHz的DC / DC开关形式转换器生成隔离整流输出的电池电流。

这局部是工业实验室瑞士联邦技术洛桑〔洛桑联邦理工学院〕研究所〔鲁弗教授〕在工业伙伴LeclanchéSA, Yverdon-les-Bains的帮助下实现的。

图1.1：安装的全球方案二AC / DC变换器“维也纳〞2.1电路如图2.1所示AC / DC变换器“维也纳〞。

acdc方案AC/DC方案：提升电力系统能源转换效率的创新解决方案近年来，人们对可再生能源的需求日益增长，为了实现清洁能源的目标，电力系统需要转向更高效、可持续的能源转换方式。

AC/DC方案就是一种创新的解决方案，旨在提升电力系统的能源转换效率，实现能源可持续发展。

AC/DC方案，即交流/直流方案，通过将交流电和直流电相结合，优化电力系统的能源转换效率。

在这个方案中，交流电（AC）和直流电（DC）分别发挥各自的优势，从而提高电力系统的整体效率。

首先，我们来看交流电。

交流电是目前主要的电力传输方式，它的最大优势在于能够通过变压器实现电压的升降，从而实现远距离传输。

交流电的传输损耗较小，可以通过充分利用变压器的升压功能来减小输电过程中的传输损耗。

此外，交流电还能够方便地实现电力系统之间的连接和互联。

然而，交流电也存在一些不足之处。

由于交流电在电线中以正弦波形式传输，其频率和电压都随时间变化，因此存在能量损耗。

此外，交流电需要通过交流-直流变换器将交流电转换为直流电供给电子设备使用，这一转换过程也会引起能量损耗。

而直流电则是另一种重要的能源转换方式。

直流电具有稳定的电流和电压，传输过程中的能量损耗较小。

此外，直流电还可以直接供给电子设备使用，无需经过复杂的电压转换过程，进一步提高了能源利用效率。

基于以上原因，AC/DC方案通过将交流电和直流电相结合，将其各自的优势进行优化，提升电力系统的能源转换效率。

具体而言，AC/DC方案在电力系统中使用交流电进行远距离传输和连接，而在需要供给电子设备使用的地方，则采用直流电供电。

AC/DC方案的实施可以带来多项益处。

首先，通过减小能量转换过程中的能量损耗，AC/DC方案可以提高电力系统的整体效率。

这不仅有助于节约能源，减少能源浪费，还能为电力系统带来更可持续的发展。

其次，采用AC/DC方案可以简化电力系统的设备和结构，减少能源转换环节，提高系统的稳定性和可靠性。

此外，AC/DC方案还有助于提高电力系统的可控性和可调度性，为电力系统的管理和优化提供更多的可能性。

实验八D/A、A/D转换器一．实验目的1．了解D/ A和A / D转换器的基本工作原理和基本结构；2．掌握大规模集成D /A和A / D转换器的功能及其典型应用。

二．实验器材1．SAC-2电工电子实验台；SL-01实验模块2．直流数字电压表3． DAC0832、ADC0809、μA741、电位器、电阻、电容若干三．实验原理在数字电子技术的很多应用场合往往需要把模拟量转换为数字量，称为模/ 数转换器（A /D转换器，简称ADC）；或把数字量转换成模拟量，称为数/ 模转换器（D / A转换器，简称DAC）。

完成这种转换的线路有多种，特别是单片大规模集成A/ D、D/A转换器问世，为实现上述的转换提供了极大的方便。

使用者可借助于手册提供的器件性能指标及典型应用电路，即可正确使用这些器件。

本实验将采用大规模集成电路DAC0832实现D /A转换，ADC0809实现A / D转换。

1． D /A转换器DAC0832DAC0832是采用CMOS工艺制成的单片电流输出型8位数/ 模转换器。

图8-1是DAC0832的逻辑框图及引脚排列。

器件的核心部分采用倒T 型电阻网络的8位D / A 转换器，如图8-2所示。

它是由倒T 型R －2R 电阻网络、模拟开关、运算放大器和参考电压V REF 四部分组成。

图8－2 倒T 型电阻网络D / A 转换电路运放的输出电压为++=----2n 2n 1n 1n n f REF O 2D 2(D R2RV V ···…0·2D 0+)由上式可见，输出电压V O 与输入的数字量成正比，这就实现了从数字量到模拟量的转换。

一个8位的D / A 转换器，它有8个输入端，每个输入端是8位二进制数的一位，有一个模拟输出端，输入可有28 ＝256个不同的二进制组态，输出为256个电压之一，即输出电压不是整个电压范围内任意值，而只能是256个可能值。

DAC0832的引脚功能说明如下： D 0－D 7 ：数字信号输入端ILE ：输入寄存器允许，高电平有效 CS ： 片选信号，低电平有效1WR ：写信号1，低电平有效XFER ：传送控制信号，低电平有效2WR ：写信号2，低电平有效I OUT1，I OUT2：DAC 电流输出端R fB ：反馈电阻，是集成在片内的外接运放的反馈电阻 V REF ：基准电压（－10～+10）VV CC ：电源电压（＋5～＋15）VDAC0832输出的是电流，要转换为电压，还必须经过一个外接的运算放大器，实验线路如图8－3所示。

PN8000规格书阻容降压是双向可控硅常用的负压供电方式，其存在元器件多、待机功耗大、输出电压精度低、抗电网冲击能力弱等不足。

芯朋微推出基于PN8000的AC-DC非隔离-5V20mA方案，该方案BOM仅有8颗元器件，无需储能电感、续流二极管以及高压电解电容，为小型化小家电电源量身定制，是替代传统阻容降压方案的理想选择。

一、AC-DC非隔离-5V20mA方案典型应用图二、PN8000ACDC非隔离电源方案亮点方案精简：无需储能电感、续流二极管、高压电容，仅有8颗元器件，便于小型化设计；宽输入范围：AC输入电压80~265Vac；智能控制技术：将市电高压直接转换成-5V，输出电压精度高达±2%，带载能力大于20mA；高可靠性：SW耐压＞800V，VDD耐压＞20V，VOUT＞12V；全面智能保护：OTP、OVP、OLP等保护，为电源安全运行保驾护航。

三、PN8000无电感负压输出AC-DC非隔离方案相比阻容方案优势1、PN8000方案比阻容降压方案省2颗元件，易于小型化设计2、PN8000方案对比阻容降压加工方式，易于大规模生产阻容降压PN8000加工方式X电容体积较大，加工方式通常为人工插件，对于空间高度受限的产品需要卧倒放置，加工效率低。

PN8000及外围器件封装都比较小型化，易于大规模生产加工。

3、PN8000与阻容降压主要性能对比阻容降压PN8000待机功耗>100mw<30mw输出电压精度≥±5%≤±2%抗浪涌能力弱（浪涌能量可通过X电容直达输出端，易对电路或负载造成损伤）强（浪涌能量被芯片隔断在输入端，大大减少对负载冲击）保护功能无OTP、OVP、OLP全面保护四、PN8000AC-DC非隔离-5V20mA方案测试数据1、待机功耗测试条件：Vin＝115/230Vac，Vout=-5V/0mA，环境温度25℃测试结果：待机功耗低于30mW2、输出电压调整率测试条件：Vin＝90~265Vac，Vout=-5V/0~20mA，环境温度25℃；测试结果：调整率小于1%3、温升数据测试条件：Vin＝115/230Vac，Vout=-5V/20mA，环境温度25℃4、短路保护测试条件：Vin＝230Vac，Vout短路5、EMC测试EMI传导、辐射满足EN55022ClassB标准要求，裕量均大于6dB；EFT满足IEC61000-4-4：2004，3kV等级要求；Surge满足IEC61000-4-5：2005，1kV等级要求。

最便捷的DC/DC 二次电源的测试方案一、概述本方案旨在为研发和使用小功率DC/DC 转换器的工程师提供最为快捷的测试和验证手段。

适用于功率小于20W ，最高输出电压不超过20V ，电流不超过3A 的DC/DC 转换器的快速而便捷的测试。

在我们的各种电子产品中，DC-DC 电源转换器被大量的使用。

如在一台笔记本电脑内部，CPU 需要5V 、3.3V 、1.8V 等几个电压供电，显示屏需要8V 供电，风扇需要12V 等。

但电池只能提供一个稳定的电压，如12V 或18V 。

因此，必须使用DC-DC 电源转换模块来提供各种不同器件所需要的供电电压。

同样，在手机，平板电脑，车载电子设备、军用及航空航天的电子设置中，也大量使用DC/DC 转换器或二次电源。

简而言之，DC-DC 是转换直流电压的供电器件，如下图所示的就是一款将12V 电压转换为5V 电压的 DC-DC 电源转换器。

如何评估一个DC-DC 电源适配器的性能呢？简单的来说，我们需要的就是DC-DC 能输出一个纯净的、稳定的电压。

所以，它最基本的参数就说是输出的精度及纹波噪声指标。

当然，DC-DC 还需要有充足的输出功率，来驱动我们的电路，即输出电流和功率，如1A 电流。

此外，输出端负载经常是变化的，这就需要输出电压不会随着输出电流或功率的变化产生较大的波动，这个指标我们通常称作负载效应或负载调整率。

以上是从输出端考虑的评估参数。

在DC-DC 的输入端，同样要考虑几个关键的参数。

如上例子中，输出端的电压往往不会是绝对的12V ，可能是10V-13V 区域内的电压（如电池电压会随着电池容量的变化而变化），这时会引起输出端电压产生变化，这个参数通常称作源效应或源调整率。

另外还有很多参数衡量DC-DC 的性能，如转换效率、启动特性、下电特性、输入输出时延、输入端开机浪涌电流、待机空耗、瞬态响应等等指标。

如果要较为全面地完成一个DC/DC 性能的测试，通常需要多台仪表协同完成，甚至需要开发电源测试系统来完成。

单相A C D C变换电路设计Hessen was revised in January 2021题目：单相AC-DC变换电路（A题）摘要本设计综合考虑题目基本部分和发挥部分的指标要求，系统在AC-DC变换电路中采用基于SG3525的推挽式升压对交流信号经过整流滤波后的直流信号进行升压变换；由AD芯片TLC549和单片机STC89C51组成系统测控与显示单元，采用液晶显示器1602作为系统的状态和运行数据显示屏。

该系统由AC-DC变换电路，功率因数提高电路，测量与显示等几个模块构成。

通过实际测试，该系统在指定条件下能够使输出直流电压稳定在36V，输出电流额定值为2A；负载调整率，电压调整率，功率因数的测量与误差控制，输出过流保护功能等基本要求均得以实现；功率因数的校正达到了发挥部分的要求。

另外，系统还增加了实时输出电压电流数据显示等实用功能。

一方案论证1．DC-DC升压方式的比较与选择在AC-DC变换电路中，先对交流电压进行整流滤波得到直流电压，在对其进行DC-DC升压变换。

因此首先选择DC-DC升压方式。

方案一：全桥加DC-DC变换方式。

脉冲变压器原边是两个对称线圈，两只开关管接成对称关系，轮流通断。

推挽式电源电压利用率高、输出功率大、能实现较大的升压比、两管基极均为低电平、输入输出隔离，驱动电路简单。

主要缺点：变压器绕组利用率低、对开关管的耐压要求比较高（至少是电源电压的两倍）。

方案二：全桥加滤波器变换方式。

由四只相同的开关管接成电桥结构驱动脉冲变压器原边。

与推挽结构相比，原边绕组减少了一半，开关管耐压降低一半。

主要缺点：使用的开关管数量多，且要求参数一致性好，驱动电路较复杂。

方案三：全桥和PFC以及DC-DC变换方式。

利用控制芯片输出的PWM波形来控制开关管的通断，并设计合理的主电路上的电感电容值来控制开关管的通断时间，从而达到升压的目的。

这种电路使用的外部原件最少、调试容易、成本低、效率高。

实例分析！ACDC降压转换器电路讲解诸如智能电表或者功率监控器的离线设备都有一些要求10W以下非隔离DC电源的电子元件。

到目前为止，通过一个AC电源提供低功耗DC电源的唯一实用方法仍然是在整流器后面使用一个效率极低、未经调节的电阻/电容分压器，或者一个难以设计的反向DC/DC转换器。

MOSFET 技术的一些进展以及创新的磁滞降压控制器栅极带来了一种超低成本DC电源。

图1 显示了完整的转换器。

整流器电路使用一个标准、快速开关整流器二极管桥接（D1）和一个LC滤波器（L1和C2），我们将对其余组件进行更加详细的介绍。

图 1 AC/DC 降压转换器电路基本降压转换器TPS64203是一款磁滞降压转换器，专为驱动高端pFET 而设计，拥有最小导通和断开开关时间要求。

传统的磁滞转换器有随负载电流变化的开关频率，与其不同的是，最小导通和断开时间在转换器以高输出功耗电平在连续导通模式下运行时，从根本上控制开关频率。

TPS6420x 系列中的其他一些转换器可主动避免在声频范围内进行开关操作，从而有效地获得最大导通和断开时间。

TPS6420x系列起初是为电池供电型应用而设计，拥有1.8V～6.5V的输入电压范围，以及非常低的静态电流（最大为35 μA）。

在启动期间，TPS64203被齐纳二极管D2以及高压电阻R2和R3偏置。

5V电压上升以后，肖特基二极管D4允许5V输出驱动控制器。

功率FET Q4必须具有足够高的VDS电压额定值，以使其不会被输入电压损坏，同时还要有足够高的电流额定值以处理IPMOS（RMS）= IOUT（max）×√Dmax。

它的封装还必须能够驱散PCond = （IOUT（max）× √Dmax）2 × RDS（on）。

一般来说，高压P通道FET有一个过大的栅极电容或者导通/断开时间，过高的漏－源电阻（RDS（on）），过大的阈值电压（VTH），以和/或制造图1所示实际电路时的过高成本（即足够的成本效益）。

无变压器的低成本非隔离式AC/DC降压转换器方案【关键词摘要】非隔离AC/DC电源芯片XD308H BUCK电路无变压器220V转5V220V转12V220V转24V380V转5V380V转12V380V转24V【概述】非隔离AC-DC电源芯片降压电路，一般采用BUCK电路拓扑结构，常见于小家电控制板电源以及工业控制电源供电。

其典型电路规格包含5V/500mA、12V/500mA和24V/500mA等，满足六级能效要求。

可通过EFT、雷击、浪涌等可靠性测试，可通过3C、UL、CE等认证。

其特点是：电路简单、BOM成本低（外围元件数目极少：无需变压器、光耦）,电源体积小、无音频噪音、损耗小发热低。

1）220V转5V降压电路：输入12~380Vac，输出5V/500mA如图1所示的电路为一个典型的输出为5V/500mA的非隔离电源。

它通常应用于家用电器的(电饭煲、洗衣机及其它白色家电)。

此电路还适合于其它非隔离供电的应用，比如LED驱动、智能电表、加热器以及辅助电源和工业控制等。

电源系统带有各种保护，包括过热保护（OTP）、VCC欠压闭锁（UVLO）、过载保护（OLP）、短路保护（SCP）等。

电路特点：无噪音,发热低。

220V转5V降压电路输入级由保险电阻RF1、防雷压敏电阻RV1、整流桥堆D1、EMI滤波电容C4和C5以及滤波电感L2组成。

保险电阻RF1为阻燃可熔的绕线电阻，它同时具备多个功能：a)将桥堆D1的浪涌电流限制在安全的范围；b)差模噪声的衰减；c)在其它任何元件出现短路故障时，充当输入保险丝的功能(元件故障时必须安全开路，不应产生任何冒烟、冒火及过热发光现象)。

压敏电阻RV1用于防雷保护，提高系统可靠性。

功率处理级由宽电压高效率电源芯片XD308H、续流二极管D2、输出电感L1及输出电容C3构成。

2）220V转12V降压电路：输入32~380Vac，输出12V/500mA如图2所示的电路为一个典型的输出为12V/500mA的非隔离电源。