金升阳5V开关电源LM25-23B05

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

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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 $\Delta V = V_2 - V_1 = 4.88 - 5.019 = - 0.139V$

电压的调整率为：
$\eta = {{\left| {\Delta V} \right|} \over {V_1 }} \times 100\% = {{0.139} \over {5.019}} \times 100\% = 2.78\%$

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

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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:
#============================================================

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

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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。