手边有来自于 金升阳 公司免费赠送的5V开关电源: LM25-23B05 开关电源。设计用于实验室机械臂的控制电源。
▲ LM25-23B05开关电源
下面对该电源进行简单的测试。
01测量电流与电压关系
1.测试方案
使用一个大功率(200Ω/200W)可变电阻作为负载,使用0.05Ω的陶瓷电阻作为电流采用电路,测试输出电压与电流之间的关系。
▲ 测量方案
施加220V(ACV)之后,输出电压为5.019V。
通过输出端的可调电阻可以改变输出电压:改变的范围是:4.329V 至5.734V。
▲ 测量输出电流与电压之间的关系
2.测量数据
测量输出电流与输出电压之间的关系如下图所示:
▲ 输出电流与输出电压之间的关系
current=[0.2675,0.2674,0.3077,0.3699,0.4343,0.5747,0.8743,1.4932,1.9111,2.2744,3.0620,3.4900]
voltage=[5.0170,5.0170,5.0150,5.0120,5.0100,5.0040,4.9910,4.9640,4.9460,4.9300,4.8980,4.8790]
#!/usr/local/bin/python
# -*- coding: gbk -*-
#============================================================
# TEST1.PY -- by Dr. ZhuoQing 2020-08-07
#
# Note:
#============================================================
from headm import *
from tsmodule.tsstm32 import *
currentdim = []
voltagedim = []
while True:
breakflag = 0
while True:
key = tspread()
if key[2] != 0: break
if key[3] != 0:
breakflag = 1
break
time.sleep(.5)
if breakflag: break
printf('\a')
meter = meterval()
current = meter[0] * 20
voltage = meter[2]
currentdim.append(current)
voltagedim.append(voltage)
printff(current, voltage)
tspsave('measure', current=currentdim, voltage=voltagedim)
plt.plot(currentdim, voltagedim)
plt.xlabel("Current(A)")
plt.ylabel("Voltage(V)")
plt.grid(True)
plt.tight_layout()
plt.show()
#------------------------------------------------------------
# END OF FILE : TEST1.PY
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在输入电流为Iout=3.5A时,输出的电压从V1=5.019V,降低到V2=4.88V。电压变化
电压的调整率为:
这个数值比起电源数据手册中的调整率要大。
02输出电压建模
对电源输出电压和电流进行线性拟合:
通过实际数据可以得到拟合参数为:
[a,b] = [-0.04280674 5.02825661]
由此可以得到,电源的输出开路电压V0=5.252V,等效串联电阻Rs=0.043Ω。
▲ 对于电流和电压进行线性回归
#!/usr/local/bin/python
# -*- coding: gbk -*-
#============================================================
# TEST2.PY -- by Dr. ZhuoQing 2020-08-07
#
# Note:
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from headm import *
from scipy.optimize import curve_fit
#------------------------------------------------------------
def func(x, a, b):
return a*x+b
current, voltage = tspload('measure', 'current', 'voltage')
#------------------------------------------------------------
param = (-0.1, 5)
param, conv = curve_fit(func, current, voltage, p0=param)
printf(param)
fitvolt = func(current, *param)
plt.plot(current, voltage, label='measure')
plt.plot(current, fitvolt, label='fit')
plt.xlabel("Current(A)")
plt.ylabel("Voltage(V)")
plt.grid(True)
plt.tight_layout()
plt.legend(loc='upper right')
plt.show()
#------------------------------------------------------------
# END OF FILE : TEST2.PY
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※ 结论
通过实际电阻负载对该开关电源进行测试,获得了电源的等效的开路电压和等效串联电阻。
开路电流可以通过模块的可调电阻进行调节:调节的范围(4.329, 5.734V)。
电源的等效串联电阻大约为:0.043Ω。