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高压电源标准测试

2185 浏览 • 2018-09-14 22:18
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前言

本文主要提供高压电源在质量控制过程的一般测试程序。这些基本的描述覆盖大量的不同模式的测量,包括相差很大的输出电压、输出电流测试,和其他操作参数。

本测试手册适用于大多数型号电源,不限于海伏科技的高压电源。希望您通过阅读本文明确了解各项参数的,帮助您更准确的确定您需要的参数。

更新历史

2016年12月8日 - 初稿
2018年9月29日 - 修改措辞,增加目录

作者:海伏科技——阿国、小涛(转载注明出处)
阅读原文 - https://www.hvtop.com/class/4.html

1.高压负载连接方式

图1 恒定负载连接方式

图1:恒定负载连接方式

如图1所示:高压输出通过一个负载电阻R,再经过串联在回路中的电路表,最终回到电源的低压接口。

注意,高压端的导线应该使用高压线,如果没有高压线可以使用普通导线但一定要架空使其远离地面、墙体等一切可能导电的物体。并且一定要做好防护,排除一切人体接触的可能,最好的方法就是将整个高压输出部分用一个接地的金属笼子罩起来,并做好门控互锁。

要确保使用的电阻能够满足测试的电压范围、功率范围,以保证在测试时不会发生短路或者过热等故障。

电流表可以使用普通的万用表,但是一定要保证串联在低压侧,这样才能保证测量的安全。

2.可变负载

图2 可变负载连接方式

图2:可变负载连接方式

图2中R1代表高压电源允许的最小负载,当电源允许负载时可以认为R1是无限大的电阻、或者可以认为是开路。

电阻R2选择电源的额定负载,低压端连接电流表,高压端用绝缘杆接通、关断测试负载。

3.电压校准

图3 电压校准连接方式

图3:电压校准连接方式

由于高压电源输出高于任何一款电压测量设备的额定值,所以这里用到分压器,标准的分压器有“1000:1”及“10000:1”这样固定的分压比,将电压降到一个合适的值之后再用电压表测量。并校准输出电压。

4.高压电源电参数测量

图4 高压电源电参数测量整体连接方式

图4:高压电源电参数测量整体连接方式

测试方法:

  • 连接高压分压器和万用表;
  • 连接输入电源;
  • 连接所有需要的外部控制信号;
  • 启动高压电源并确保安全操作;
  • 测量输出电压记录相应的环境输入电压,控制的参数;

5.输出电压调整率,动态及静态测试

图5 电压调整率定义

图5 电压调整率定义

5.1 测试环境搭建

  • 按照图4 的方法连接好万用表、示波器及负载;
  • 将负载的高压端导线固定在绝缘棒上;
  • 确保绝缘棒有足够的长度,防止爬电等现象的发生,并且操作者距离高压端有足够的距离,并且有法拉第笼等屏蔽措施;
  • 选择的负载要有足够的耐压,并且有合适的阻值,使电源工作在额定电压及额定电流下;
  • 按照规格书上的输入电压准备合适的电压源,电压源需要电压可调,而且要有电压、电流测量设备,后续需要调整输入电压;

5.2 静态负载调整率测试方法

  • 保持被测电源输入电压不变,按照要求变更负载;
  • 控制图4中的绝缘棒,接通负载;再将负载断开;
  • 重复测量在一定输入电压下,最小负载和最大负载时电源输出电压的变化,并记录;

5.3 静态输入电压调整率测量方法

  • 保持电源负载不变,使负载电流稳定在额定值附近;
  • 将输入电压从最小允许输入电压逐步变化到最大允许输入电压;
  • 观察输出电压的变化,并记录;

5.4 动态负载调整率测试方法

  • 保持被测电源输入电压不变,建立一个方波、脉冲负载环境;
  • 通过观察串接到低压端的电流表,得知负载的变化;
  • 通过示波器获取接通负载瞬间电压的动态相应;
  • 按照图5中规定的方法记录电源的动态相应参数;

5.5 动态输入电压调整率测试方法

  • 保持电源负载不变,使负载电流稳定在额定值附近;
  • 建立一个输入电压突变,使其从最小值瞬间变化到最大值;
  • 观察输出电压的变化,通过示波器获取在输入电压突变瞬间电源的动态相应;
  • 按照图5中规定的方法记录电源的动态相应参数;

6.电流环测试

海伏科技电源大多具有双闭环,电压环和电流环,上述的测试一般是在电压环工作时对电压参数的测试。这类电源即可以恒压输出也可以恒流输出,恒压、恒流模式的切换取决于设定及负载情况,保证电压电流都不超过设定,即哪一个低哪一个起作用。

如果想测试恒流模式需要将电压设定到最大值,将电流设定到一个恒定值,此时随着负载的变化输出电压可能会发生变化,但是电流会维持在一个恒定值。

7.短路上电测试

电源在实际使用过程中,难免会发生高压端对地短路的情况,比如负载连接错误或高压电缆损坏等,电容充电电源在刚开始充电的时刻也处于类似于短路的过程。

  • 将高压输出端不经过负载直接连接到地端;
  • 接通电源,打开高压输出,设定电压及电流;
  • 此时电压始终维持在0V,电流可从0稳定调整到额定值,期间不发生异响;

8.拉弧(ARC)测试

图6 拉弧(ARC)测试连接方式

图6:拉弧(ARC)测试连接方式

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