產品工作時可被接觸到的部分,如果溫度過高可能會造成人身傷害;而且設備內部過高的溫度也會影響產品性能,甚至導致絕緣等級下降或者增加產品機械的不穩定性。因此在產品設計過程中,溫升實驗是保證產品能夠安全穩定工作,需要考慮的一個重要步驟。
測溫升的方法按照測量溫度儀表的不同,可以分為非接觸式與接觸式兩大類。
非接觸式測量法
能測得被測物體外部表現出來的溫度,需要通過對被測問題表面發射率修正后才能得到真實溫度,而且測量方法受到被測物體與儀表之間的距離以及輻射通道上的水汽、煙霧、塵埃等其他介質的影響,因此測量精度較低。日常我們經常用的方法有光譜測溫技術、全息干涉測溫技術、基于CCD的三基色測溫技術、以及如下圖1所示的紅外輻射測溫技術:
圖1.非接觸式紅外熱成像儀
接觸式測量法
接觸式測溫儀溫度探頭一般有熱電偶和熱電阻兩種:
熱電偶的工作原理是基于塞貝克(seeback效應),兩種不同成分的導體兩端連接成回路,如兩連接端溫度不同,則在回路內產生熱電流的物理現象,利用此現象來測量溫度。
熱電阻的測量原理是根據溫度變化時本身電阻也變化的特性來測量溫度。
接觸式的測試方法中測溫元件直接與被測介質接觸,直接測得被測物體的溫度,因而簡單、可靠、測量精度高。經常用到的如圖2所示:
圖2.功能單一的專用測溫儀
產品的溫升試驗也是安規要求的一個重要部分,那么我們在設計一款產品時,如何實現經濟而且便捷的測量呢?
開關電源中MOSFET和二極管會產生開關損耗以及傳導損耗、電感損耗包括線圈損耗和磁芯損耗、電容等造成的損耗,這些損耗最終都以熱的形式展現出來,而過熱又會降低元器件性能導致損耗加劇,所以了解無用功率損失在哪里很重要。
接下來就是我們利用臺式萬用表以及其選配掃描卡功能,對一款150W開關電源的元器件進行溫升測試實驗:
實驗目的
測試電源模塊在特定的操作環境, 電壓, 頻率和負載條件時, 電源元器件的溫升狀況.
儀器設備
(1).交流電源,提供開關電源不同電壓以及電流
(2).電子負載,使交流變換器工作在不同的功率狀態下
(3).SDM3065X /臺式萬用表,用于記錄溫度數據以及配合PC端的EasyDMM萬用表上位機軟件繪制溫度隨時間變化的曲線:
4).掃描卡以及K型熱電偶用于采集溫度數據,如下圖:
圖3.連接熱電偶的數據采集卡
(5).熱電偶膠以及高溫膠紙,高溫膠紙用于固定熱電偶,然后再使用熱電偶膠將熱電偶固定到要測試的部位:
圖4.高溫膠紙和熱電偶膠
測試條件
輸入正常工作電壓AC LINE 220V 頻率50HZ , 輸出負載LOAD 及環境溫度25℃.