电子设计基础——电源的各项指标及测量方法
作者:互联网
1.直流电源指标
(1)电压调整率Su
负载不变,输入电压变化时输出电压相对变化量。
即:
其中,U01为输入电压变化时最大输出电压,U02为最小输出电压值,U0为额定输出电压。
(2)负载调整率Sl
负载调整率也称为电流调整率。表示在输入电压不变的情况下,在一定范围内改变负载时,输出电压的最大相对变化量。
即:
其中,U02为空载(或轻载)时输出电压,U01为满载(或重载)时输出电压,U0为额定负载时输出电压。
(3)纹波电压(电流)的指标形式
最大纹波电压(电流):在额定输出电压和负载电流下,输出电压(电流)的纹波(包括噪声)峰~ 峰值大小,通常以峰~ 峰值大ΔVP-P(ΔIP-P)或有效值ΔVrms(ΔIrms)表示。
纹波系数γ:在额定负载电流下,输出纹波电压的有效值与输出直流电压之比。
即:
(4)效率η
输出的有功功率P0与输入的有功功率Pl的百分比。
即:
其中,U0为输出电压,I0为输出电流,Ul为输入电压,Il为输入电流。
2.交流电源指标
(1)电压调整率Su
负载不变,输入电压变化时输出电压相对变化量。
即:
其中,U01为输入电压最大时的输出电压有效值,U02为输入电压最小时的输出电压有效值,U0为额定输出电压有效值。
(2)负载调整率Sl
负载调整率也称为电流调整率。表示在输入电压不变的情况下,在一定范围内改变负载时,输出电压有效值的最大相对变化量。
即:
其中,U02为空载(或轻载)时输出电压有效值,U01为满载(或重载)时输出电压有效值,U0为额定负载时输出电压有效值。
(3)效率η
输出的有功功率P0与输入的有功功率Pl的百分比。
即:
其中,U0为输出电压有效值,I0为输出电流有效值,Ul为输入电压有效值,Il为输入电流有效值。如果有相位差的时候要乘上一个cos值。
(4)有功功率P
将电能转换为其他形式能量(如机械能、光能、热能等)的电功率,单位为瓦特(W)。有功功率用一个周期内瞬时功率的积分的平均值来计算。
对于交流电,
其中,u(t)、i(t)分别为瞬时电压、电流,T为周期。
对于正弦交流电,
其中,U、I分别为电压、电流有效值,φ为电压、电流相位差。
(5)无功功率Q
电路中为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率,单位为乏(Var)。
无功功率不对外做功,也不能转化为机械能、热能,而是转变为其他形式的能量,用于电路内电场与磁场的交换,并用来在电气设备中建立和维持磁场。
无功功率是交流电路中由于电抗性元件(指纯电感或纯电容)的存在,而进行可逆性转换的那部分电功率。
(6)视在功率S
视在功率是有功功率和无功功率的向量和,也可以用电压和电流有效值的乘积来表示,单位为 伏安(VA)或千伏安(kVA)。
视在功率表明了用电器从电源(电网)获取的总功率,但并不代表用电器真正消耗的功率。
它代表了一种能量之间的交换关系,也是衡量用电器最大负荷承受能力的指标之一。
(7)功率因数PF
功率因数定义为有功功率P与视在功率S的比值,在正弦交流电中可等效为电压与电流相位差的余弦值。
功率因数计算公式:
其中,φ表示u(t)和i(t)的相位差,也称功率因数角;γ表示基波因数,定义为基波有效值(均方根值)与真有效值(均方根值)的比值,对于纯正弦交流信号,γ=1。
(8)谐波失真THD
THD有两个常用的定义。
在IEC 6100-4-7中,THD定义为指定次全部谐波分量均方根值与基波分量均方根值之比。
公式分别用来计算电压和电流的THD:
THD的另外一个定义是指定次(N)全部谐波分量 均方根值与总均方根值之比。
总RMS值包括基波和其他谐波的作用。
公式分别用来计算电压和电流的THD:
3.指标测量
(1)电压调整率Su测量
(2)负载调整率Sl测量
测量负载调整率时,通常规定输出电流要求。
因此,需要在输出端串接电流表。
如上图所示,左图中电压表接法正确,而右图中电压表接法错误。
(3)失真度THD测量
失真度的测量可以借助失真度仪。
但是,若题目要求输出THD,则可以选用一下的方法:
方法一、对输出信号采样,做FFT。计算出基波和各次谐波分量。
方法二、滤出基波,利用有效值转换。测出原波形的有效值和基波的有效值,根据定义,使用下面的公式计算THD。
(4)效率η测量
在输入和输出端同时接上电压和电流表。
因为最小个位或两位总在变化,所以要用手机拍下照片,才能看清同一时刻的电压和电流。
标签:输出,负载,有效值,测量方法,电流,电源,电压,THD,电子设计 来源: https://blog.csdn.net/weixin_43336281/article/details/95489275