高壓電源標準測試

前言

本文主要提供高壓電源在質量控制過程的一般測試程序。這些基本的描述覆蓋大量的不同模式的測量，包括相差很大的輸出電壓、輸出電流測試，和其他操作參數。

本測試手冊適用于大多數型號電源，不限于海伏科技的高壓電源。希望您通過閱讀本文明確了解各項參數的，幫助您更準確的確定您需要的參數。

更新歷史

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

作者：海伏科技——阿國、小濤（轉載注明出處）
閱讀原文 - http://www.sztoxda.net/class/4

1.高壓負載連接方式

圖1：恒定負載連接方式

如圖1所示：高壓輸出通過一個負載電阻R，再經過串聯在回路中的電路表，最終回到電源的低壓接口。

注意，高壓端的導線應該使用高壓線，如果沒有高壓線可以使用普通導線但一定要架空使其遠離地面、墻體等一切可能導電的物體。并且一定要做好防護，排除一切人體接觸的可能，最好的方法就是將整個高壓輸出部分用一個接地的金屬籠子罩起來，并做好門控互鎖。

要確保使用的電阻能夠滿足測試的電壓范圍、功率范圍，以保證在測試時不會發生短路或者過熱等故障。

電流表可以使用普通的萬用表，但是一定要保證串聯在低壓側，這樣才能保證測量的安全。

2.可變負載

圖2：可變負載連接方式

圖2中R1代表高壓電源允許的最小負載，當電源允許負載時可以認為R1是無限大的電阻、或者可以認為是開路。

電阻R2選擇電源的額定負載，低壓端連接電流表，高壓端用絕緣桿接通、關斷測試負載。

3.電壓校準

圖3：電壓校準連接方式

由于高壓電源輸出高于任何一款電壓測量設備的額定值，所以這里用到分壓器，標準的分壓器有“1000:1”及“10000:1”這樣固定的分壓比，將電壓降到一個合適的值之后再用電壓表測量。并校準輸出電壓。

4.高壓電源電參數測量

圖4：高壓電源電參數測量整體連接方式

測試方法：

• 連接高壓分壓器和萬用表；
• 連接輸入電源；
• 連接所有需要的外部控制信號；
• 啟動高壓電源并確保安全操作；
• 測量輸出電壓記錄相應的環境輸入電壓，控制的參數；

5.輸出電壓調整率，動態及靜態測試

圖5 電壓調整率定義

5.1 測試環境搭建

• 按照圖4 的方法連接好萬用表、示波器及負載；
• 將負載的高壓端導線固定在絕緣棒上；
• 確保絕緣棒有足夠的長度，防止爬電等現象的發生，并且操作者距離高壓端有足夠的距離，并且有法拉第籠等屏蔽措施；
• 選擇的負載要有足夠的耐壓，并且有合適的阻值，使電源工作在額定電壓及額定電流下；
• 按照規格書上的輸入電壓準備合適的電壓源，電壓源需要電壓可調，而且要有電壓、電流測量設備，后續需要調整輸入電壓；

5.2 靜態負載調整率測試方法

• 保持被測電源輸入電壓不變，按照要求變更負載；
• 控制圖4中的絕緣棒，接通負載；再將負載斷開；
• 重復測量在一定輸入電壓下，最小負載和最大負載時電源輸出電壓的變化，并記錄；

5.3 靜態輸入電壓調整率測量方法

• 保持電源負載不變，使負載電流穩定在額定值附近；
• 將輸入電壓從最小允許輸入電壓逐步變化到最大允許輸入電壓；
• 觀察輸出電壓的變化，并記錄；

5.4 動態負載調整率測試方法

• 保持被測電源輸入電壓不變，建立一個方波、脈沖負載環境；
• 通過觀察串接到低壓端的電流表，得知負載的變化；
• 通過示波器獲取接通負載瞬間電壓的動態相應；
• 按照圖5中規定的方法記錄電源的動態相應參數；

5.5 動態輸入電壓調整率測試方法

• 保持電源負載不變，使負載電流穩定在額定值附近；
• 建立一個輸入電壓突變，使其從最小值瞬間變化到最大值；
• 觀察輸出電壓的變化，通過示波器獲取在輸入電壓突變瞬間電源的動態相應；
• 按照圖5中規定的方法記錄電源的動態相應參數；

6.電流環測試

海伏科技電源大多具有雙閉環，電壓環和電流環，上述的測試一般是在電壓環工作時對電壓參數的測試。這類電源即可以恒壓輸出也可以恒流輸出，恒壓、恒流模式的切換取決于設定及負載情況，保證電壓電流都不超過設定，即哪一個低哪一個起作用。

如果想測試恒流模式需要將電壓設定到最大值，將電流設定到一個恒定值，此時隨著負載的變化輸出電壓可能會發生變化，但是電流會維持在一個恒定值。

7.短路上電測試

電源在實際使用過程中，難免會發生高壓端對地短路的情況，比如負載連接錯誤或高壓電纜損壞等，電容充電電源在剛開始充電的時刻也處于類似于短路的過程。

• 將高壓輸出端不經過負載直接連接到地端；
• 接通電源，打開高壓輸出，設定電壓及電流；
• 此時電壓始終維持在0V，電流可從0穩定調整到額定值，期間不發生異響；

8.拉弧（ARC）測試

圖6：拉弧（ARC）測試連接方式