02.25 開關電源如何測幾大電壓?

無塵149302405


開關電源是交流變直流或直流變直流裝置,以題主的交流220V變直流5V、16V雙路輸出為例

開關電源關鍵點的電壓有:

  • 交流輸入電壓,單相交流220V。
  • 直流母線電壓,單相交流220V整流濾波為直流310V電壓。
  • 若開關電源是電源管理芯片類的,如UC3844電源管理芯片的各管腳電壓也關鍵點電壓,如它的7腳15-18V,8腳基準腳標準5V,還有它的1腳、3腳、4腳、6腳也都是關鍵點電壓。
  • 開關電源輸出電壓,本例輸出電壓是5V及16V。

如何識別測量關鍵點電壓

  • 交流單相電源電壓220V與直流母線310V電壓這兩處電源電壓,交流輸入電源電壓自然不用多說,直接用萬用表交流檔去測,直流母線電壓用萬用表的直流檔,拿紅表表筆搭直流母線電解電容的正極,黑表筆搭它的負極,這樣就能測得直流母線電壓了。
  • 電源管理芯片各腳電壓是用萬用表的直流電壓檔去測,黑表筆處在UC3844的5腳,紅表筆依次按順序測7腳、5腳、4腳、6腳、3腳、1腳的電壓。其中4腳,6腳用示波器測輸出波形,無條件可以用指針表查看指針擺動也成一定規律。
  • 開關電源兩路輸出電壓5V、16V,開關電源若是有輸出電壓標識的直接用直流檔測,若無標識就以開關電源的二次輸出迴路的電解電容為識別依據,電解電容耐壓高的是16V輸出,耐壓低的為5V輸出,如16V輸出迴路電解電容為35V470UF,5V輸出迴路電解電容為16V1000UF,這裡用數字表不用區分電容正負,也不用區分表筆紅黑直接測電容兩腳就是輸出電壓了。

怎麼識別開關電源工作狀態

  • 若測得開關電源兩路無電壓輸出,再把萬用表直流檔換成量程最小的直流檔再測,要是輸出電壓很微弱,說明開關電源起振了,電源有故障或負載有故障。要是斷開開關電源負載,開關電源輸出依舊為零輸出,那麼是輸出迴路嚴重短路,要是開關電源根本沒起振。
  • 給開關電源斷電立馬測開關電源的直流母線電壓,用直流檔測直流母線濾波電容,要是電壓呈線性緩慢下降的說明開關電源起振,若是能維持310V電壓久久不能降壓的就是電源處在沒起振狀態。
    注意!不起振的開關電源斷電之後還存高壓電,操作一定要帶手套

總結:

遇到懷疑開關電源工作異常的,測下開關電源的電壓比較簡單實用,要測開關電源個關鍵點的電壓,尤其是電源管理芯片的電壓對一般電工來說並非易事,還需要對開關電源有深入瞭解方可操刀。以上是強弱蜂鳴關於開關電源有幾處關鍵點電壓及如何識別測量的解答,謝謝!


強弱蜂鳴


開關電源的測試步驟

一、功能(Functions)測試:

輸出電壓調整(Hold-on VoltageAdjust)

電源調整率(LineRegulation)

負載調整率(LoadRegulation)

綜合調整率(ConmineRegulation)

輸出漣波及雜訊(Output Ripple& Noise, RARD)

輸入功率及效率(Input Power,Efficiency)

動態負載或暫態負載(Dynamic orTransient Response)

電源良好/失效(Power Good/Fail)時間

起動(Set-Up)及保持(Hold-Up)時間

常規功能(Functions)測試

A. 輸出電壓調整:

當製造開關電源時,第一個測試步驟為將輸出電壓調整至規格範圍內。此步驟完成後才能確保後續的規格能夠符合。 通常,當調整輸出電壓時,將輸入交流電壓設定為正常值(115Vac或230Vac),並且將輸出電流設定為正常值或滿載電流,然後以數字電壓表測量電源供應器的輸出電壓值並調整其電位器(VR)直到電壓讀值位於要求之範圍內。

B. 電源調整率:

電源調整率的定義為電源供應器於輸入電壓變化時提供其穩定輸出電壓的能力。此項測試系用來驗證電源供應器在最惡劣之電源電壓環境下,如夏天之中午(因氣溫高,用電需求量最大)其電源電壓最低;又如冬天之晚上(因氣溫低,用電需求量最小)其電源電壓最高。在前述之兩個極端下驗證電源供應器之輸出電源之穩定度是否合乎需求之規格。 為精確測量電源調整率,需要下列之設備:·能提供可變電壓能力的電源,至少能提供待測電源供應器的最低到最高之輸入電壓範圍,(KIKUSUI PCR系列電源能提供0--300VAC 5-1000Hz 的穩定交流電源,0---400V DC的直流電源)。

一個均方根值交流電壓表來測量輸入電源電壓,眾多的數字功率計能精確計量V A W PF。 ·一個精密直流電壓表,具備至少高於待測物調整率十倍以上,一般應用5位以上高精度數字表。 ·連接至待測物輸出的可變電子負載。

測試步驟如下:於待測電源供應器以正常輸入電壓及負載狀況下熱機穩定後,分別於低輸入電壓(Min),正常輸入電壓(Normal),及高輸入電壓(Max)下測量並記錄其輸出電壓值。 電源調整率通常以一正常之固定負載(Nominal Load)下,由輸入電壓變化所造成其輸出電壓偏差率(deviation)的百分比,

如下列公式所示

V0(max)-V0(min) / V0(normal) 電源調整率亦可用下列方式表示之:於輸入電壓變化下,其輸出電壓之偏差量須於規定之上下限範圍內,即輸出電壓之上下限絕對值以內。

C. 負載調整率:

負載調整率的定義為開關電源於輸出負載電流變化時,提供其穩定輸出電壓的能力。此項測試系用來驗證電源在最惡劣之負載環境下,如個人電腦內裝置最少之外設卡且硬盤均不動作(因負載最少,用電需求量最小)其負載電流最低和個人電腦內裝置最多之外設卡且硬盤在動作(因負載最多,用電需求量最大)其負載

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電流最高的兩個極端下驗證電源供應器之輸出電源之穩定度是否合乎需求之規格。 * 所需的設備和連接與電源調整率相似,

唯一不同的是需要精密的電流表與待測電源供應器的輸出串聯。示: 測試步驟如下:於待測電源供應器以正常輸入電壓及負載狀況下熱機穩定後,測量正常負載下之輸出電壓值,再分別於輕載(Min)、重載(Max)負載下,測量並記錄其輸出電壓值(分別為Vmax與Vmin),負載調整率通常以正常之固定輸入電壓下,由負載電流變化所造成其輸出電壓偏差率的百分比,如下列公式所示:

V0(max)-V0(min) / V0(normal) 負載調整率亦可用下列方式表示:於輸出負載電流變化下,其輸出電壓之偏差量須於規定之上下限電壓範圍內,即輸出電壓之上下限絕對值以內。

D. 綜合調整率:

綜合調整率的定義為電源供應器於輸入電壓與輸出負載電流變化時,提供其穩定輸出電壓的能力。這是電源調整率與負載調整率的綜合,此項測試係為上述電源調整率與負載調整率的綜合,可提供對電源供應器於改變輸入電壓與負載狀況下更正確的性能驗證。 綜合調整率用下列方式表示:於輸入電壓與輸出負載電流變化下,其輸出電壓之偏差量須於規定之上下限電壓範圍內(即輸出電壓之上下限絕對值以內)或某一百分比界限內。

E. 輸出雜訊(PARD):

輸出雜訊(PARD)係指於輸入電壓與輸出負載電流均不變的情況下,其平均直流輸出電壓上的週期性與隨機性偏差量的電壓值。輸出雜訊是表示在經過穩壓及濾波後的直流輸出電壓上所有不需要的交流和噪聲部份(包含低頻之50/60Hz電源倍頻信號、高於20 KHz之高頻切換信號及其諧波,再與其它之隨機性信號所組成)),通常以mVp-p峰對峰值電壓為單位來表示。

一般的開關電源的規格均以輸出直流輸出電壓的1%以內為輸出雜訊之規格,其頻寬為20Hz到20MHz(或其它更高之頻寬如100MHz等)。 開關電源實際工作時最惡劣的狀況(如輸出負載電流最大、輸入電源電壓最低等),若電源供應器在惡劣環境狀況下,其輸出直流電壓加上雜訊後之輸出瞬時電壓,仍能夠維持穩定的輸出電壓不超過輸出高低電壓界限情形,否則將可能會導致電源電壓超過或低於邏輯電路(如TTL電路)之承受電源電壓而誤動作,進一步造成死機現象。 例如5V輸出,其輸出雜訊要求為50mV以內(此時包含電源調整率、負載調整率、動態負載等其它所有變動,其輸出瞬時電壓應介於4.75V至5.25V之間,才不致引起TTL邏輯電路之誤動作)。在測量輸出雜訊時,電子負載的PARD必須比待測之電源供應器的PARD值為低,才不會影響輸出雜訊之測量。

同時測量電路必須有良好的隔離處理及阻抗匹配,為避免導線上產生不必要的干擾、振鈴和駐波,一般都採用雙同軸電纜並以50Ω於其端點上,並使用差動式量測方法(可避免地迴路之雜訊電流),來獲得正確的測量結果,日本計測KEISOKUGEIKEN 的PARD 測試儀具備此種功能。

F. 輸入功率與效率:

電源供應器的輸入功率之定義為以下之公式:

True Power =Pav(watt) = V1 Ai dt = Vrms x Arms x Power Factor 即為對一週期內其輸入電壓與電流乘積之積分值,需注意的是Watt≠VrmsArms而是Watt=VrmsArmsxP.F.,其中P.F.為功率因素(Power Factor),通常電源供應器的功率因素在0.6~0.7左右,而大功率之電源供應器具備功率因素校正器者,其功率

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因素通常大於0.95,當輸入電流波形與電壓波形完全相同時,功率因素為1,並依其不相同之程度,其功率因素為1~0之間。

電源供應器的效率之定義為:

ΣVout x lout / True Power (watts) 即為輸出直流功率之總和與輸入功率之比值。通常個人電腦用電源供應器之效率為65%~80%左右。效率提供對電源供應器正確工作的驗證,若效率超過規定範圍,即表示設計或零件材料上有問題,效率太低時會導致散熱增加而影響其使用壽命。 由於近年來對於環保及能源消耗愈來愈重視,

如電腦能源之星「Energy Star」對開關電源之要求:於交流輸入功率為30Wrms時,其效率需為60%以上(即此時直流輸出功率必須高於18W);又對於ATX架構開關電源於直流失能(DC Disable)狀態其輸入功率應不大於5W。因此交流功率測試儀表需要既精確又範圍寬廣,才能合乎此項測試之需求。

G. 動態負載或暫態負載

一個定電壓輸出的電源,於設計中具備反饋控制迴路,能夠將其輸出電壓連續不斷地維持穩定的輸出電壓。由於實際上反饋控制迴路有一定的頻寬,因此限制了電源供應器對負載電流變化時的反應。若控制迴路輸入與輸出之相移於增益(Unity Gain)為1時,超過180度,則電源供應器之輸出便會呈現不穩定、失控或振盪之現象。實際上,電源供應器工作時的負載電流也是動態變化的,而不是始終維持不變(例如硬盤、軟驅、CPU或RAM動作等),因此動態負載測試對電源供應器而言是極為重要的。可編程序電子負載可用來模擬電源供應器實際工作時最惡劣的負載情況,如負載電流迅速上升、下降之斜率、週期等,若電源供應器在惡劣負載狀況下,仍能夠維持穩定的輸出電壓不產生過高激(Overshoot)或過低(Undershoot)情形,否則會導致電源之輸出電壓超過負載組件(如TTL電路其輸出瞬時電壓應介於4.75V至5.25V之間,才不致引起TTL邏輯電路之誤動作)之承受電源電壓而誤動作,進一步造成死機現象。

H. 電源良好/失效時間(Power Good、Power Fail或Pok)

電源良好信號,簡稱PGS(Power GoodSignal或Pok High),是電源送往電腦系統的信號,當其輸出電壓穩定後,通知電腦系統,以便做開機程序之 C 而電源失效信號(Power Fail或Pok Low)是電源供應器表示其輸出電壓尚未達到或下降超過於一正常工作之情況。 以上通常由一「PGS」或「Pok」信號之邏輯改變來表示,邏輯為「1或High」時,表示為電源良好(Power Good),而邏輯為「0或Low」時,表示為電源失效(Power Fail),請叄考圖5之時序圖:

電源的電源良好(Power Good)時間為從其輸出電壓穩定時起到PGS信號由0變為1的時間,一般值為100ms到2000ms之間。 電源的電源失效(Power Fail)時間為從PGS信號由由1變為0的時間起到其輸出電壓低於穩壓範圍的時間,一般值為1ms以上。日本計測KEISOKUGEIKEN 的電子負載可直接測量電源良好與電源失效時間,並可設定上下限,做為是否合格的判別。

I. 啟動時間(Set-Up Time)與保持時間(Hold-Up Time)

啟動時間為電源供應器從輸入接上電源起到其輸出電壓上升到穩壓範圍內為止的時間,以一輸出為5V的電源供應器為例,啟動時間為從電源開機起到輸出電壓達到4.75V為止的時間。

保持時間為電源供應器從輸入切斷電源起到其輸出電壓下降到穩壓範圍外為止的時間,以一輸出為5V的電源供應器為例,保持時間為從關機起到輸出電壓低於4.75V為止的時間,一般值為17ms或20ms以上,以避免電力公司供電

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中於少了半周或一週之狀況下而受影響。 啟動時間與保持時間的時序如圖6所示。 

I. 其它·Power Up delay:

+5/3.3V 的上升時間(由10%上升到90%電壓之時間) ·RemoteON/OFF Control:遙控「開」或「關」之控制 ·Fan SpeedControl/Monitor:散熱風扇之轉速「控制」及「監視」 二、保護動作(Protections)測試:·過電壓保護(OVP, OverVoltage Protection) ·短路保護(Short) ·過電流保護(OCP, Over Current Protection) ·過功率保護(OPP, Over Power Protection)

保護功能測試A. 過電壓保護(OVP)測試

當電源供應器的輸出電壓超過其最大的限定電壓時,會將其輸出關閉(Shutdown)以避免損壞負載之電路組件,稱為過電壓保護。過電壓保護測試系用來驗證電源供應器當出現上述異常狀況時(當電源供應器內部之回授控制電路或零件損壞時,有可能產生異常之輸出高電壓),能否正確地反應。 過電壓保護功能對於一些對電壓敏感的負載特別重要,如CPU、記憶體、邏輯電路等,因為這些貴重組件若因工作電壓太高,超過其額定值時,會導致永久性的損壞,因而損失慘重。

電源供應器於過電壓情形發生時,其輸出電壓波形如圖7所示。

B. 短路保護測試,電源供應器能否正確地反應。

C.可能是配線連接錯誤,或使用電源之組件或零組件故障短路所致(當電源供應器的輸出短路時,則電源供應器應該限制其輸出電流或關閉其輸出,以避免損壞。短路保護測試是驗證當輸出短路時 過電流保護OCP測試當電源供應器的輸出電流超過額定時,則電源供應器應該限制其輸出電流或關閉其輸出,以避免負載電流過大而損壞。又若電源供應器之內部零件損壞而造成較正常大的負載電流時,則電源供應器也應該關閉或限制其輸出,以避免損壞或發生危險。過電流保護測試是驗證當上述任一種狀況發生時,電源供應器能否正確地反應。

D. 過功保護

稍具變化。)等(本項測試通常包含兩組或數組輸出功率之功率限制保護,因此較上述單一輸出之保護測試 過功率保護測試是驗證當上述任一種狀況發生時,電源能否正確地反應。 超過額定時,則電源應該限制其輸出功率或關閉其輸出,以避免負載功率過大而損壞或發生危險。又若電源內部零件損壞而造成較正常大的負載功率時,則電源也應該關閉或限制其輸出,以避免損壞。)可為單一輸出或多組輸出(當電源的輸出功率

三、安全(Safety)規格測試:

輸入電流、漏電電流等 ·耐壓絕緣: 電源輸入對地,電源輸出對地;電路板線路須有安全間距。 ·溫度抗燃:零組件需具備抗燃之安全規格,工作溫度須於安全規格內。 機殼接地:需於0.1歐姆以下,以避免漏電觸電之危險。

·變壓輸出特性:開路、短路及最大伏安(VA)輸出

四、異常測試:

散熱風扇停轉、電壓選擇開關設定錯誤 五、電磁兼容(ElectromagneticCompliance)測試:電源供應器需符合CISPR 22、CLASS B之傳導與幅射的4dB餘裕度,電源供應器需在以下三種負載狀況下測試:每個輸出為空載、每個輸出為50%負載、每個輸出為100%負載。 傳導干擾/免疫:經由電源線之傳導性干擾/免疫 ·幅射干擾/免疫:經由磁場之幅射性干擾/免疫

六、 可靠性(Reliability)測試:

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老化壽命測試:高溫(約50-60度)及長時間(約8-24小時)滿載測試。

七、其它測試:

ESD:ElectrostaticDischarge靜電放電(人或物體經由直接接觸或間隔放電引起)在2-15KV之ESD脈波下

待測物之每個表面區域應執行連續20次的靜電放電測試,電源供應器之輸出需繼續工作而不會產生突波(Glitch)或中斷(Interrupt),直接ESD接觸時不應造成過激(Overshoot)或欠激(Undershoot)之超過穩壓範圍的狀況、及過電壓保護(OVP)、過電流保護(OCP)等。另外,於ESD放電電壓在高達25KV下,應不致造成組件故障(Failure)。

EFT:Electrical FastTransient or burst一串切換雜訊經由電源線或I/O線路之傳導性干擾(由供電或建築物內引起)。

Surge:經由電源線之高能量暫態雜訊干擾(電燈之閃動引起)。 ·VD/I:Dips andInterrupts電源電壓下降或中斷(電力分配系統之故障或失誤所引起,例如供電過載或空氣開關跳動所引起) ·Inrush: 開機輸入衝擊電流,開關電源對供電系統的影響。


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開關電源測量輸出端電壓:只要將萬用表調到直流電壓合適檔位,黑筆接開關電源輸出端負極,紅表筆接各輸出端的正極5v,12v,18v等插口端子,一般板上都有標示,如果沒有標示的板可以直接測量幾個輸出端濾波電解電容兩腳電壓也可以大至判斷電壓是否正常!


雲中飛仙


1.濾波整流輸出電壓為310v;

2.穩壓輸出(主電壓)約135v

3.場穩壓輸出電壓24v;

4.穩壓輸出電壓12v;

5.穩壓輸出電壓6.3v;

6.如果是開關電源板,接100w負載後測量。(把負載接到135v輸出點)


清晨6052


你說的應該是臺式電腦的開關電源吧!一般2種電源,大接口的是12V,紅正黑負,小接口的5V也是紅正黑負。不是這兩種一般應該是電源損壞了。


娛樂頭板頭眺


220伏的輸入電壓。整流以後升壓電容上的310伏電壓。在測負載上的工作電壓。 這三項正常說明電源板基本沒有問題。


順其自然17852642


測量220付交流輸入,整流後310直流,開關管是否起振,變壓器出去是否有電壓,輸出是否正常。這樣基本就可以判斷這款板子是哪裡出問題了。


醫療設備維修務工


這個有點無厘頭,題設不嚴謹不知道該怎麼回答!如果是維修則需要測量的包括交流輸入、整流輸出(DC300左右)、pfc輸出(如果有,一般在DC390V左右)、各類輸出。


philips_lu


一般開關電源指的是直流開關電源,輸出一般為5V~48V不等,可以直接用萬用表測量


攻城獅也是農民工


萬用表調節到電壓擋 黑紅表筆測試


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