一种受限制电源测试算法研究

2015-05-11朱乃榕

中国新技术新产品 2015年24期

朱乃榕

（福建省产品质量检验研究院，福建福州 350002）

1 引言

受限制电源，源自GB 4943.1-2011《信息技术设备安全第1部分：通用要求》第2.5条规定。一款电源是否受限制决定了由其供电的设备外壳阻燃等级，因此该项目一直都是GB 4943.1-2011的重要检测项目。在实际检测过程中，由于人工记录数据量大、试验次数多，难以得到准确数据。本文提出了一种基于等差数列思想的受限制电源测试算法，能快速确定电源的输出极限范围，等距分割带载幅度，进行极限逼近，最终得到精确的测试结果。

2 测试难点

根据GB 4943.1-2011《信息技术设备安全第1部分：通用要求》第2.5条规定，受限制电源项目的检测参数有空载输出电压Uoc、最大输出电流Isc、最大输出伏安S等。以标准表2B的要求举例，简述人工测试操作步骤如下：

①电源的输入电压调节为110%额定电压；

②断开所有负载，测量空载输出电压Uoc；

③调节非容性负载（包括短路），施加负载5s后测量最大输出电流Isc；

④带上任意非容性负载，施加负载5s后测量最大输出伏安S。

常规电源一般分为线性电源和开关电源两类。线性电源的输出特性几乎呈直线（如图1），利用阻抗匹配和短路输出，很快可以测得空载输出电压Uoc、最大输出电流Isc、最大输出伏安S；而开关电源的输出特性呈非线性（如图1所示），很难在一次试验中得到可信的测试数据。

试验人员调节电源带载幅度后，需要记录该时刻电源的输出参数，并计时5s，之后循环“调节带载-记录参数-计时”步骤。当电源保护后，即以最后一次记录的数据作为测试结果。在此过程中，如果调节带载幅度过大，电源会提前保护；如果调节带载幅度过小，测试时间延长，电源内部大量发热导致变压器阻值升高，输出能力降低，达不到预期的最大输出。尤其是开关电源的测试结果往往都小于预期值，容易造成误判。

所以，受限制电源项目的测试难点围绕在，如何快速地测得能持续输出5s的最大输出电流Isc和最大输出伏安S。

3 算法分析

本文针对上述人工测试中5s间隔调节带载造成记录数据量大、调节带载幅度不得当造成遗漏数据、测试时间长造成输出能力降低等不利影响，提出了一种测试算法，该算法基于等差数列思想，以PC机为软件平台，远控电子负载进行自动测试。

算法主要思路为：

①快速扫描，确定电源的输出极限范围；

②在输出极限处，等距分割带载幅度；

③每段等距的带载幅度均代表一个时间单位；

④以时间单位作为变量，逼近测试极限数据。

以阶跃方式（带载电流从零上升）和突卸方式（带载电流从近似无穷大下降）快速扫描电源的输出极限范围（如图2所示）。其中，阶跃方式记录电源保护前的输出电流I阶跃；突卸方式记录电源响应后的输出电流I突卸。出于电源输出抖动现象，单次响应可能属于异常的考虑，取I阶跃和I突卸中的较小值作为输出极限范围的带载起始电流值。

将带载电流幅度等距分割，每秒升高一次带载幅度，每段幅度增量均代表有效输出1s时间。

以I1为带载起始电流值（I阶跃和I突卸中的较小值），X作为幅度增量，即I2=I1+X，I3=I2+X...以等差数列形式进行类推。数组I（n）对应每次带载变化后电源的输出电流。即以如下顺序进行带载（如图3所示）：

①设置I1为带载起始点，电源输出电流I（1）；

②1s后带载调节为I2，电源输出电流I（2）；

③1s后带载调节为I3，电源输出电流I（3）；

……

图1 电源输出特性曲线

图2 快速确定输出极限范围

图3 等距分割带载电流

（n）1s后带载调节为In，电源保护。

当调节带载为In后电源保护，说明电源在实际带载为In之前都能维持输出。由此可知I（n-5）能持续输出5s（如图4所示），因此将In-5作为新的带载起始点，减小X幅度，重复进行图3形式的带载顺序。当X幅度无法继续减小时，即以当前I（n-5）作为最大输出电流Isc。同理可以测得最大输出伏安S，不再重复说明。