在可编程电源的电压和电流验证中,电压精度通常需控制在±0.1%以内,电流精度需控制在±0.2%以内,部分高精度场景甚至要求更高。以下从技术标准、测试方法、行业应用三个维度展开分析:
一、技术标准:国际与国内规范对误差的界定
国际标准(IEC 62368-1)
该标准明确要求可编程电源的电压偏差需小于标称值的±0.1%,电流偏差需小于标称值的±0.2%。例如,标称12V的电源,输出电压应在11.988V至12.012V之间;标称1A的电流,输出应在0.998A至1.002A之间。
国内标准(GB/T 40427-2021)
针对电力系统电压偏差,220V单相供电的允许偏差为-10%至+7%,但可编程电源作为精密测试设备,其精度要求远高于此。国内厂商(如航裕电源)通常将电压精度控制在±0.05%以内,电流精度控制在±0.1%以内,以满足高精度测试需求。
二、测试方法:如何量化误差范围
- 电压精度测试
- 工具:高精度数字万用表(DMM,分辨率≥6位半)、标准电压源。
- 步骤:
设定电源输出电压(如5V、12V、24V)。
用DMM测量实际输出电压,记录数据。
计算偏差:
电压偏差=设定电压实际电压−设定电压×100%
4. 验证偏差是否在±0.1%以内。
- 案例:某电源设定12V输出,实测12.005V,偏差为+0.042%,符合标准。
- 电流精度测试
- 工具:电子负载、高精度DMM。
- 步骤:
设定电源输出电流(如1A、2A、5A)。
用电子负载加载,DMM测量实际电流。
计算偏差:
电流偏差=设定电流实际电流−设定电流×100%
4. 验证偏差是否在±0.2%以内。
- 案例:某电源设定2A输出,实测1.996A,偏差为-0.2%,符合标准。
三、行业应用:不同场景对误差的差异化要求
- 消费电子测试
- 场景:手机充电器、适配器测试。
- 要求:电压精度±0.5%,电流精度±0.5%。
- 原因:成本敏感,且终端产品对电源波动容忍度较高。
- 汽车电子测试
- 场景:车载充电器、BMS测试。
- 要求:电压精度±0.1%,电流精度±0.2%。
- 原因:需模拟电池充放电曲线(如CC-CV模式),微小偏差可能导致测试结果失真。
- 航空航天测试
- 场景:卫星电源模块、电动飞机动力系统测试。
- 要求:电压精度±0.01%,电流精度±0.05%。
- 原因:极端环境(如真空、高温)下,电源稳定性直接影响设备可靠性。
四、误差来源与优化策略
- 硬件层面
- 元件精度:采用高精度采样电阻(如0.01%精度)、低温漂运放(如±5ppm/℃)。
- 布局优化:缩短电压/电流采样路径,减少寄生参数干扰。
- 软件层面
- 数字校准:通过DSP算法补偿ADC/DAC的非线性误差。
- 动态补偿:实时监测负载变化,调整PWM占空比以稳定输出。
- 环境控制
- 温湿度:在25℃±1℃、湿度≤60%的环境中测试,避免热漂移。
- 电磁兼容:屏蔽测试环境,防止外部干扰(如手机信号)引入噪声。