校准可程控双向直流电源的参数是确保其输出精度、稳定性和双向功能可靠性的关键步骤。以下从校准前的准备工作、核心参数校准方法、双向功能专项校准、校准后的验证与记录四个方面，提供一套系统化的校准方案：
一、校准前的准备工作
- 设备与工具准备
- 标准源：选用精度高于被校电源3-5倍的标准直流电源（如Fluke 732B）作为参考，用于提供校准所需的电压/电流基准。
- 测量仪表：配备六位半以上数字万用表（如Keithley 2000）和示波器（带宽≥100MHz），用于精确测量输出参数。
- 负载设备：选择可调电子负载（如Chroma 63200系列），支持恒压、恒流、恒阻模式，以模拟不同工况。
- 辅助工具：包括温度计（监测环境温度）、绝缘手套、防静电手环等，确保操作安全。
- 环境条件控制
- 温度：校准环境温度应控制在23℃±5℃，避免温度波动影响元件参数。
- 湿度：相对湿度≤75%，防止冷凝导致短路。
- 电磁干扰：远离强电磁场（如变频器、大功率电机），使用屏蔽电缆连接设备。
- 电源预热与状态检查
- 预热时间：接通电源后预热30分钟，使内部元件达到热稳定状态。
- 自检功能：运行电源自检程序，确认无故障报警（如过温、过压保护）。
- 初始参数记录：记录预热后的输出电压、电流、功率等参数，作为校准前基准。
二、核心参数校准方法
- 电压参数校准
- 校准步骤：
- 将标准源输出设置为目标电压（如50V），通过测试线连接至被校电源的电压输入端。
- 在被校电源控制界面选择“电压校准”模式，输入标准源电压值。
- 启动校准程序，电源自动调整内部DAC（数模转换器）参数，使输出电压与标准源一致。
- 重复步骤1-3，覆盖电源量程（如0-1000V），确保全量程精度。
- 注意事项：
- 高电压校准时需使用高压探头和绝缘测试线，防止触电。
- 校准后验证线性度（如50V、500V、1000V点误差均≤0.05%）。
- 电流参数校准
- 校准步骤：
- 连接电子负载至被校电源输出端，设置为恒流模式，目标电流为5A。
- 在电源控制界面选择“电流校准”模式，输入负载电流值。
- 启动校准，电源调整电流采样电阻或放大器增益，使输出电流与负载一致。
- 覆盖全量程（如0-100A），验证低电流（如10mA）和高电流（如100A）的精度。
- 注意事项：
- 大电流校准时需确保连接线截面积足够（如100A需使用16mm²导线），避免发热。
- 验证电流纹波（如100A时纹波≤50mA）。
- 功率参数校准
- 校准步骤：
- 同时设置标准源电压（如100V）和电子负载电流（如10A），使功率为1kW。
- 在电源控制界面选择“功率校准”模式，输入标准功率值。
- 启动校准，电源调整电压和电流的协同控制参数，使输出功率与标准一致。
- 验证功率因数（如0.95以上）和效率（如≥95%）。
- 注意事项：
- 功率校准时需监测电源温度，避免过热导致保护动作。
- 验证动态功率响应（如突加载/卸载时功率稳定时间≤1ms）。
三、双向功能专项校准
- 源载模式切换校准
- 校准步骤：
- 在电源控制界面设置“源载模式自动切换”功能，切换阈值设为50%额定功率。
- 通过电子负载逐步增加功率至60%额定值，观察电源是否自动切换为负载模式（能量回馈）。
- 验证切换时间（如≤100μs）和切换过程中电压/电流的过冲（如≤2%）。
- 注意事项：
- 切换校准时需使用示波器监测波形，确保无振荡。
- 验证反向电流保护功能（如回馈电流超过额定值时是否及时限流）。
- 能量回馈效率校准
- 校准步骤：
- 连接标准源至电源输入端，电子负载至输出端，设置回馈模式。
- 标准源输出100V/10A（1kW），电子负载吸收1kW能量并回馈至电网。
- 使用功率分析仪（如横河WT500）测量输入功率（P_in）和回馈功率（P_out），计算效率η=P_out/P_in×100%。
- 调整电源回馈控制参数（如PWM频率、死区时间），使效率达到标称值（如≥95%）。
- 注意事项：
- 回馈校准时需确保电网相位匹配，避免谐波污染。
- 验证回馈电流的THD（总谐波失真）≤3%。
四、校准后的验证与记录
- 全量程验证
- 在电压、电流、功率全量程内随机选取10个点，验证输出精度（如电压误差≤0.1%，电流误差≤0.2%）。
- 执行动态测试（如阶跃响应、斜坡响应），验证响应时间（如≤500μs）和稳定性（如无超调）。
- 双向功能验证
- 重复源载模式切换测试，验证100次切换无故障。
- 长时间回馈测试（如24小时连续运行），验证效率稳定性（如波动≤0.5%）。
- 校准记录与报告
- 记录校准日期、环境条件、标准源信息、校准前/后参数对比。
- 生成校准证书，明确下次校准周期（如1年）和注意事项（如避免潮湿环境）。
- 将校准数据备份至云端或本地服务器，便于追溯。
