上述3個測量裝置問題,都有一些簡單的解決方案。但是,最重要的一點是,知道用于獲得效率數據的裝置反而會引起效率數據的不準確。在輕負載狀態(tài)下更是如此,因為其電流非常小,很難測量。
克服輸入伏特計輸入電阻效應
處理輸入伏特計電流泄露問題的方法有3種:(1)斷開伏特計;(2)在不同位置連接它;(3)對流入它的電流進行補償。種也是最簡單的方法是,正常連接伏特計,并通過它記錄下輸入電壓,然后在記錄輸入電流以前將其與輸入端斷開。這樣,便可以在不增加輸入電流的情況下,準確地測量輸入電壓。這種方法使用了最小測量誤差。從輸入電源顯示器(通常未經過校準)讀取輸入電壓,然后把讀取的值用于效率計算,這種方法并不可取。相反,我們應該使用一種高質量、高精度的伏特計來測量EVM 的輸入電壓。這樣做可以克服輸入電源和EVM 之間線路和連接的小壓降。
解決漏電流問題的種方法是,在不同位置連接輸入伏特計。特別是,伏特計的正極引線可連接至輸入電流計的正極端,同時伏特計的接地引線仍然與之前一樣連接至相同位置(EVM上的S-頭)。使用這種-方法,輸入伏特計不吸取任何受測電流,因此也就不影響效率計算。這種方法的缺點是,沒有考慮到輸入電流計的壓降。但是,在非常輕的負載狀態(tài)下,這種壓降通常并不明顯。為了最小化更大負載下出現的這種誤差,一旦受測輸入電流是伏特計漏電流的約100 倍時,我們便可以把輸入伏特計移至其初始位置(在輸入電流計之后)。這樣便可實現一種簡單的測量裝置,在整個測試過程中,其輸入伏特計保持連接,并且誤差測量得到最小化。
處理輸入伏特計漏電流的第三種方法是,使用一個附-加電流計測量流經它的電流(請參見圖2)。用測得-輸入電流減去流經這個新加電流計的電流。所得結果用于計算效率。這是處理輸入伏特計漏電流的最準確方法。計算得到的效率高度準確,因為輸入伏特計仍然保持連接(應貫穿整個測試過程)。另外,假設-在整個測試過程,輸入電壓未明顯變化,則漏電流也保持非常恒定。這樣,便可在給定輸入電壓情況下進行單次漏電流測量,并且該值可用于效率測試的所有數據點。換句話說,無需為所有測量點都記錄該附加萬用表的數據。
克服輸出伏特計的額外負載電流
使用與輸入伏特計相同的這三種方法,也可以處理輸出伏特計的漏電流問題。種方法(斷開輸出伏特計)的使用完全相同—正常連接伏特計,讀取輸出電壓,然后斷開它,并讀取輸入電流。種方法(在-不同位置連接伏特計)對于輸出電壓稍有不同。使用這種方法時,輸出伏特計應在輸出電流計之后連接,這樣它的電流加上負載電流,便是總輸出電流。一旦負載電流是輸出伏特計漏電流的約100 倍,則可把伏特計移回其位于S+/S–頭的正常位置。第三種方法(對伏特計吸取電流進行補償)的使用與輸入伏特計相同。注意,使用這種方法時,用于繪制效率數據圖的負載電流應為負載的電流與輸出伏特計漏電流之和。如若不考慮這一點,負載電流軸上的效率曲線圖可能會稍有偏差。
當然,消除伏特計漏電流所帶來誤差的方法是使用漏電流極低的伏特計。例如,TPS62740 產品說明書中的效率數據便是使用安捷倫公司(Agilent)34410A 萬用表測量獲得,其10-G.輸入電阻設置用于電壓測量,它產生的漏電流可以忽略不計,不會影響效率計算。
額外輸入電容漏電流的最小化
最后,通過選擇正確的降壓輸入電容,輸入電容的漏電流問題可得到的緩解。X5R或者X7R介電陶瓷電容及其固有的低漏電流特性,適于測量超低功率效率,因為這些電容中使用的陶瓷技術帶來的漏電流。如果電壓對于陶瓷電容過高,則應使用低漏電流聚合物或者鉭電容。查看所選電容的產品說明書,以確定其漏電流是否會引起測量誤差,這一點很重要。另外,對效率測試中使用的實際電容的漏電流進行測量也很重要。
效率測量裝置的測試結果
圖3比較了使用TPS62740EVM-186 評估模塊的幾種不同測試裝置的測得效率。我們使用了一個100-μF 陶瓷降壓輸入電容的正確測試裝置,并對進入輸入和輸出伏特計的漏電流進行補償。該降壓輸入電容足以產生準確的結果,正如DC輸入電流所證明的那樣。如果使用阻抗更大、更長的輸入電源連線,則輸入電流形狀可能會變得更為正弦。這會產生不準確的輸入電流讀取值,顯示需要更多大容量輸入電容才能實現準確的測量。
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