電動摩托車是以電池作為動力源的交通工具,充電器品質很大程度影響了電池使用壽命及電動車安全,因此充電器在研發生產認證等階段都會進行嚴苛的測試。

摩托車充電器本質是一個AC/DC開關電源,其規格通常為輸入電壓180～265V,輸出直流48V-96V,電流1．8A-4．5A。為了進一步提升AC/DC電源性能,保證出廠產品優良品質,通常都需要經過嚴格的測試驗證,其中包括輸出測試、輸入測試、保護測試、安全測試、環境測試等測試項目。

由可編程交流電源、示波器、功率計與示波記錄儀組成的一套電動摩托車充電器測試方案(如下圖)。

圖1 摩托車充電器測試方案

圖2 摩托車充電器的部分測試項目

摩托車充電器的重要電路組成部分是開關電源電路,其電路測試方案中關鍵測試設備——PWR2000W高性能可編程交流電源與ZDS4054 Plus數據挖掘型示波器。

圖3 充電器電路的調試示意圖

測試設備—PWR高性能可編程交流電源

PWR2000W高性能可編程交流電源不僅輸出交流電、直流電與交直流電,而且集成電壓波動編程、諧波合成與波形庫,模擬正常或異常供電工況,可滿足不同行業產品的測試驗證需求。簡要介紹常用三個功能:

1、可調節初始/結束相位角--啟動峰值電流測試(典型)

高性能可編程交流電源可設置電壓初始相位角與結束相位角,常規應用是將初始相位角設置為90°,驗證電子產品開機最大峰值電流和浪涌電流。

圖4 高性能可編程交流電源輸出初始相位90°,結束相位270°的電壓波形

2、多種輸出模式--一機多用

可編程交流電源不僅獨立輸出純凈交流電(AC)或直流電(DC),而且輸出交直流混合(AC+DC),實現多模式輸出,一機多用。

圖5 多種輸出模式波形

3、電壓波動模擬仿真—驗證待測物對異常供電的抗擾能力(典型)

高性能可編程交流電源集成List、Step、線路仿真等功能,可直接設置電氣參數(如電壓、相位、頻率、時間等),精準模擬輸出突升突降、中斷等多種類型電壓,為電子產品性能和功能的驗證提供多種類型的電源輸入。

圖6 Step 功能---規律改變供電輸出(如電壓和頻率線性增加)

圖7 List模式----模擬多種類型供電輸出

圖8 線路仿真模式----模擬供電某段異常輸出

測試設備—ZDS示波器

ZDS4054 Plus示波器具有強大的參數測量、統計功能和全面的觸發、解碼功能,擁有512M深存儲和1百萬次的高波形刷新率,以及創新性的加入了 zExplore的波形探測功能,廣泛應用于電源、智能電子、汽車電子等眾多行業和領域。

1、ZDS示波器—環路測試

在開關電源、運放反饋網絡中,環路分析可以測量系統的增益、相位隨頻率變化的曲線(伯德圖),分析系統的增益余量與相位余量,以判定系統的穩定性,ZDS4000 內嵌的環路測試分析軟件不僅有完善的環路測試方法和精準的測量精度,并且對測試操作和用戶體驗進行了創新性地設計。

圖9 示波器環路測試

2、ZDS示波器—電源分析功能

開關電源的質量直接影響到產品的技術性能以及其安全性和可靠性。電源測試項目多,計算量大,統計繁瑣等問題一直困擾著工程師們,為了解決這些問題,致遠電子在示波器中增加開關損耗、SOA、電感測試等電源分析功能。

圖10 電源測試

3、ZDS示波器—SOA安全工作區測試

開關器件長期承受較大功耗,一但過壓或過流就可能會導致器件損壞甚至爆炸。通過ZDS示波器定制的SOA安全工作區測量功能,可以準確評估整個工作周期內開關器件的所有狀態,明確給出電源超出安全工作區的異常概率,便于工程師更好的評估電源工作穩定性。

圖11 SOA測試

4、ZDS示波器—開關損耗一鍵測試

PFC MOS管開關損耗測試是電源調試中的難點,由于不同周期的電壓和電流波形都不相同,功率損耗的準確評估也更依賴長時間高采樣率的波形捕獲,因此存儲深度和功率損耗運算原始點數成為開關損耗準確與否的關鍵。

ZDS示波器最高可達512M存儲深度,并通過全硬件加速處理優化,可精準量化開關器件的功率損耗。

圖12 開關損耗測試