你真的会测待机功耗吗?

首先让我们来看一个实际测试案例。某工程师用致远电子的功率计PA310测试开关电源的待机功耗。第一次测试时,发现待机功耗达到30mW,比理论值大出很多。测试参数如下图所示:

有人问:“你为什么不用自己的脚去试试鞋子?”

他回答说:“我宁可相信量好的尺码,也不相信自己的脚。”

该工程师非常疑惑,于是与我司技术人员沟通测试方案,在详细了解其测试过程以及仪器参数设置之后,我司技术人员给出了测试建议,修改了部分设置参数以及测试接线方式,得到了真实的待机功耗数据,测试参数如下图所示:

对比上面两张图,可以发现,修改参数和接线后,测试的待机功耗只有0.4mW,与修改前的30mW相差将近80倍。为什么差距会这么大?我们到底改了什么?下面我们详细分析。

首先,可以从第一张图中看到,PA310的“最大保持”指示灯亮着,此时打开了最大保持功能,也就是说仪器上显示的数据是最大值,而不是实时数据。其次在第二排电流显示窗口,没有看到电流值,而在第三排功率显示窗口中却有功率数据,由此可知电流量程选择太大,这样会给测量带入更大的量程误差。

除了仪器本身的设置对测试结果会造成影响外,最重要的还是接线方式。我们知道测试待机功率时,电流值非常小,所以功率很小。从上面的图中也可以看到,电流只有0.0773mA。在测试如此小电流的情况下,电压和电流的接线位置就尤为重要。下面我们看两个接线图:

I-U接线

当测试小电流时需要采用U-I接线方式,测试大电流时采用I-U的接线方式。

U-I接线时,电流表I测试的电流是经过负载的真实电流,而电压表测试的电压是负载的电压加上电流表的电压,电流表的电压等于实际电流I乘以电流表内阻R,此时的功率P=I*(U+IR),R值是固定不变,假设U值固定,则I越小对P值影响越小,故适合测试小电流。

U接线时,电压表U测试的是加在负载两端的真实电压,而电流表测试的电流是流过负载的电流加上流过电压表的电流,而流过电压表的电流值等于电压U除以电压表的内阻R,此时的功率P=U*(I+U/R),R值是固定不变的,假设U值固定,则I值越大对P值影响越小,故适合测试大电流。

由于功率计无法通过仪器本身设置接线补充来消除电压表(电流表)本身带入的影响,因此在测试待机功耗时,必须严格按照U-I的接线方式进行测试才能保证测试的准确,待机功耗的测试你会了吗!