开关电源空载功耗测试器

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制作目的

跟所有人一样，我家里有很多USB充电头，有几十个。多数是买手机的时候随机带的，还有很多摄像头、小音箱之类小电器带来的充电头。

我家长期有10多20个充电头插电使用中，我用热成像仪观察，发现有些充电头，哪怕没接负荷也在明显发热。忽然好奇这些充电头的待机功率和转换效率。

经测试发现米家的Zegbee智能插座低负荷下测试结果并不准确。主要原因是大部分小功率开关电源包括充电头的功率因素不高，在空载时的交流电流也有毫安级，而且功率因数很小，导致精确测量mW级的空载功率会有困难。但如果改成测量直流，则不存在这个问题。作者往期文章分类目录

于是自己做了个测试器。对于在内部也要把交流转换成直流的充电头来说，输入交流和输入直流区别很小，下面是一个开关电源的原理图，充电头也是开关电源。直流供电与交流供电的区别仅在于电源滤波电容前的电路中。直流供电状态下，整流二极管上的功耗会稍稍下降，滤波电容上的损耗也会稍微下降，但都是mW级别，对电源效率测量影响可以忽略不计。

原理图

220伏单相市电通过桥式整流器整流后转换成脉动直流电，C1、C2、C3三个150微法450伏的电容作用是滤波，把脉动直流电变成稳定的直流电。

工作过程

开关K是手动充电/工作状态选择开关。插电前把K置于图中位置，插电后桥式整流器输出脉动直流电压，电流流过LED和R1， LED灯亮；同时通过R2给C充电；同时通过限流电阻R2，以及保险丝F1相电容C1、C2、C3充电。

经过约10秒充电完成后按下开关K，LED回路断开熄灭，电容C1、C2、C3通过保险丝F2，向插座输出约310伏的稳定直流电压。

V+、V-端子接万用表直流电压档，测量插座两端的直流电压V；I+、I-端子接另一个万用表的毫安档或者微安档，测得电流I。需要注意的是，I包括了牛津插座上的负载电流I1，和电压表上的电流I2，所以插座输出的直流功率P=V×(I-I2)

测量完成后弹起开关K，电容C1、C2、C3通过LED向R1放电， LED变暗后C两端的电压就降到安全电压了。万一忘了断开K直接充电，依靠保险丝F1切断浪涌电流；保险丝F2用来防止意外损坏万用表。

制作过程

把我家服役了20年后报废剩下的电源盒改造作为外壳，正好利用上面原有的自锁开关。

把元器件都固定好，焊好连接线。作者往期文章分类目录

合上盖子就好了，之所以做成手动，是因为使用频率太低了，做全自动太花时间不值得。

连上电流表和电压表。

用手机APP记录数据，就可以开始测试充电头的输入功率了。

由于使用了长时间数据记录计算平均值，可以避免充电头开关电源在空载下的喘息工作状态带来的电流尖峰影响，使得测量结果可以非常精确。

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