高压电源标准测试

前言

本文主要提供高压电源在质量控制过程的一般测试程序。这些基本的描述覆盖大量的不同模式的测量，包括相差很大的输出电压、输出电流测试，和其他操作参数。

本测试手册适用于大多数型号电源，不限于海伏科技的高压电源。希望您通过阅读本文明确了解各项参数的，帮助您更准确的确定您需要的参数。

更新历史

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

作者：海伏科技——阿国、小涛（转载注明出处）
阅读原文 - https://www.hvtop.com/class/4

1.高压负载连接方式

图1：恒定负载连接方式

如图1所示：高压输出通过一个负载电阻R，再经过串联在回路中的电路表，最终回到电源的低压接口。

注意，高压端的导线应该使用高压线，如果没有高压线可以使用普通导线但一定要架空使其远离地面、墙体等一切可能导电的物体。并且一定要做好防护，排除一切人体接触的可能，最好的方法就是将整个高压输出部分用一个接地的金属笼子罩起来，并做好门控互锁。

要确保使用的电阻能够满足测试的电压范围、功率范围，以保证在测试时不会发生短路或者过热等故障。

电流表可以使用普通的万用表，但是一定要保证串联在低压侧，这样才能保证测量的安全。

2.可变负载

图2：可变负载连接方式

图2中R1代表高压电源允许的最小负载，当电源允许负载时可以认为R1是无限大的电阻、或者可以认为是开路。

电阻R2选择电源的额定负载，低压端连接电流表，高压端用绝缘杆接通、关断测试负载。

3.电压校准

图3：电压校准连接方式

由于高压电源输出高于任何一款电压测量设备的额定值，所以这里用到分压器，标准的分压器有“1000:1”及“10000:1”这样固定的分压比，将电压降到一个合适的值之后再用电压表测量。并校准输出电压。

4.高压电源电参数测量

图4：高压电源电参数测量整体连接方式

测试方法：

• 连接高压分压器和万用表；
• 连接输入电源；
• 连接所有需要的外部控制信号；
• 启动高压电源并确保安全操作；
• 测量输出电压记录相应的环境输入电压，控制的参数；

5.输出电压调整率，动态及静态测试

图5 电压调整率定义

5.1 测试环境搭建

• 按照图4 的方法连接好万用表、示波器及负载；
• 将负载的高压端导线固定在绝缘棒上；
• 确保绝缘棒有足够的长度，防止爬电等现象的发生，并且操作者距离高压端有足够的距离，并且有法拉第笼等屏蔽措施；
• 选择的负载要有足够的耐压，并且有合适的阻值，使电源工作在额定电压及额定电流下；
• 按照规格书上的输入电压准备合适的电压源，电压源需要电压可调，而且要有电压、电流测量设备，后续需要调整输入电压；

5.2 静态负载调整率测试方法

• 保持被测电源输入电压不变，按照要求变更负载；
• 控制图4中的绝缘棒，接通负载；再将负载断开；
• 重复测量在一定输入电压下，最小负载和最大负载时电源输出电压的变化，并记录；

5.3 静态输入电压调整率测量方法

• 保持电源负载不变，使负载电流稳定在额定值附近；
• 将输入电压从最小允许输入电压逐步变化到最大允许输入电压；
• 观察输出电压的变化，并记录；

5.4 动态负载调整率测试方法

• 保持被测电源输入电压不变，建立一个方波、脉冲负载环境；
• 通过观察串接到低压端的电流表，得知负载的变化；
• 通过示波器获取接通负载瞬间电压的动态相应；
• 按照图5中规定的方法记录电源的动态相应参数；

5.5 动态输入电压调整率测试方法

• 保持电源负载不变，使负载电流稳定在额定值附近；
• 建立一个输入电压突变，使其从最小值瞬间变化到最大值；
• 观察输出电压的变化，通过示波器获取在输入电压突变瞬间电源的动态相应；
• 按照图5中规定的方法记录电源的动态相应参数；

6.电流环测试

海伏科技电源大多具有双闭环，电压环和电流环，上述的测试一般是在电压环工作时对电压参数的测试。这类电源即可以恒压输出也可以恒流输出，恒压、恒流模式的切换取决于设定及负载情况，保证电压电流都不超过设定，即哪一个低哪一个起作用。

如果想测试恒流模式需要将电压设定到最大值，将电流设定到一个恒定值，此时随着负载的变化输出电压可能会发生变化，但是电流会维持在一个恒定值。

7.短路上电测试

电源在实际使用过程中，难免会发生高压端对地短路的情况，比如负载连接错误或高压电缆损坏等，电容充电电源在刚开始充电的时刻也处于类似于短路的过程。

• 将高压输出端不经过负载直接连接到地端；
• 接通电源，打开高压输出，设定电压及电流；
• 此时电压始终维持在0V，电流可从0稳定调整到额定值，期间不发生异响；

8.拉弧（ARC）测试

图6：拉弧（ARC）测试连接方式