規格與標準

直流電源漣波量測:360–2250 V

23 9 月, 2026

High-voltage bidirectional DC power supply with differential oscilloscope probe

在 360–2250 V 雙向輸出上進行直流電源漣波量測,需要使用 AC 耦合、明確定義的 20 MHz 頻寬限制、符合額定規格的差動探棒,以及受控負載。記錄 mVp-p、mVrms、主要 FFT 頻率、輸出電壓、電流、溫度與電纜長度。在判定結果前,先分離週期性 PARD、寬頻雜訊與負載反轉瞬態。

一般實驗桌指南很少說明高電壓 source-sink 輸出的安全且可重複方法。本程序使用 360 V 至 2250 V 的 Ultra Power Systems 設備,包括雙向與再生式直流電源產品系列。它也正確套用 2026 年 IEC 規範的適用邊界。—Ashkan,電源工程師

DC power supply ripple measurement on a 2250 V bidirectional supply bench
Use a short, rated differential connection when measuring a high-dv/dt source-sink output.

直流電源漣波量測應分離哪些成分?

有效的讀值應將週期性漣波、寬頻雜訊與一次性負載瞬態分開。OMCH 的〈電源漣波:它是什麼、如何量測,以及何時重要〉提供實用的訊號分類;在計算通過或失敗值之前,先將其應用於此處。

進行 PARD 量測時,只擷取已穩定的 source 或 sink 時段。再生輸出上的電流反轉可能產生幅度很大但持續時間很短的事件。將該事件納入同一個 Vp-p 讀值,會使動態瞬態看起來像連續漣波。

哪項 IEC 標準適用於高電壓漣波測試?

IEC 61000-4-17:1999+A2:2008 是漣波參考標準:第 5、7 與 8 節定義低電壓直流輸入埠的測試等級、設置與程序。IEC 61000-4-29:2026 第 1 節明確排除漣波,並指向 IEC 61000-4-17。

適用邊界對報告很重要。使用 IEC 61000-4-17 作為漣波方法,然後註明你的 360–2250 V source-sink 測試屬於產品特性分析,除非明確列出的符合性計畫另有規定。不要將 IEC 61000-4-29 的實驗桌指南重複用作漣波程序。

應如何配置 360–2250 V 測試台?

在通電前完成測試台設定:將通道設為 AC 耦合、啟用 20 MHz 頻寬限制、將探棒衰減設定為 1000:1、將負載維持在 10 A,並記錄 23 ±2 °C 環境溫度與 2 m 輸出電纜。

哪種探棒連接方式才安全?

接地示波器具有以大地為參考的 BNC 外殼。不要將標準探棒的接地夾接到 2250 V 輸出端。通電前,確認差動探棒的高電壓額定值、共模範圍、衰減與瞬態類別。規格額定不當的差動探棒可能使結果失效,或在過衝下故障。

SPR 的〈如何準確量測交換式電源供應器漣波〉說明了探棒長接地線為何會像天線。在高電壓下,失效情況更嚴重:若未使用短接地連接或符合額定規格的差動探棒,探測高 dv/dt source-sink 輸出可能觸發假尖峰。

應執行哪種可重複的程序?

在 360 V、1000 V、1500 V 與 2250 V 執行相同順序。在 source 與 sink 操作下都重複,但分別分析每個已穩定的時段。

  1. 1. 確認電路。 識別極性、source 方向、sink 方向、輸出端子與 2 m 電纜長度。失效模式:在接上示波器前,接地參考或極性錯誤就已改變電路。
  2. 2. 設定操作點。 使用 N35584-2250-130,先施加 10 A source 電流,輸出穩定後再施加 10 A sink 電流。在 2250 V 下,10 A 代表 22.5 kW;確認負載與電纜的額定值足以承受。失效模式:量到的是斜坡或電流反轉,而非穩態漣波。
  3. 3. 設定示波器。 選擇 AC 耦合、20 MHz 頻寬限制、1000:1 探棒衰減,以及能解析毫伏值的垂直刻度。失效模式:直流偏移、過寬頻寬或不佳的刻度會掩蓋比較結果。
  4. 4. 在斷電狀態下連接。 將符合額定規格的差動輸入直接跨接輸出端子。保持連接線短,且不要使用以大地為參考的夾子。失效模式:接地示波器使輸出短路,或探棒超出其共模額定值。
  5. 5. 檢查雜訊底。 停用輸出時,在相同實體位置擷取探棒基準線。失效模式:將環境拾波回報為電源雜訊。
  6. 6. 擷取穩定視窗。 在沒有 source-sink 指令的情況下記錄數個切換週期,然後計算 mVp-p、mVrms 與主要 FFT 頻率。失效模式:單一窄尖峰使漣波結果偏大。
  7. 7. 重複並記錄。 在四個電壓下重複兩個方向,並記錄電壓、電流、頻寬、衰減、溫度與電纜長度。失效模式:兩個結果看似可比較,但測試條件其實不同。

應如何回報 PARD 量測結果?

請連同完整測試條件回報結果,不要只提供一個漣波數字。包含型號、電壓、電流方向、負載電流、耦合、頻寬、衰減、溫度、電纜長度、mVp-p、mVrms 與 FFT 峰值。

針對2250 V 雙向直流電源的一筆實驗室記錄結果為:在 2250 V 與 +10 A source 電流下,82 mVp-p、18 mVrms。該擷取使用 AC 耦合、20 MHz 頻寬限制、1000:1 差動探棒、23 °C 環境溫度與 2 m 輸出電纜。主要 FFT 頻率為 100 kHz。

尖峰何時不算漣波?

若尖峰只在電流反轉或 source-sink 指令期間出現,且在輸出穩定後消失,它就是負載瞬態。請另外回報其峰值與持續時間。如果在穩定 10 A 負載下尖峰仍呈週期性,將其納入 PARD 結果,並調查其 FFT 頻率。

量測穩定後,如果需要將電壓等級、再生操作與負載需求配對至更完整的測試系統,請使用高電壓直流電源選型指南。

常見問題:直流電源漣波量測

是否始終需要 20 MHz 頻寬限制?

比較供應商漣波規格或重現生產檢查時,使用 20 MHz 頻寬限制。只有在進行獨立診斷擷取時才取消頻寬限制,並清楚標示該結果。

可以在 2250 V 使用接地探棒嗎?

不可以。使用電壓額定值與共模額定值高於測試電壓及預期過衝的差動探棒。接地探棒可能透過示波器造成接地故障。

再生負載瞬態應算作漣波嗎?

不算。source-sink 反轉期間的一次性事件是瞬態。連同觸發條件、峰值與持續時間回報,然後另外回報穩態 PARD。

最終報告應包含哪些內容?

一份具備充分依據的報告應列出 N35584-2250-130、全部四個電壓設定點、source 與 sink 電流、探棒衰減、AC 耦合、20 MHz 頻寬、溫度、電纜長度、mVp-p、mVrms、FFT 頻率,以及任何排除的負載瞬態。使用Ultra Power Systems 直流電源規格術語表,在報告與採購審查中統一術語 →