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开关电源测试规范 (2007-12-22 17:15) 分类： 电源技术类文章 开 关 电 源 测 试 规 范 一、安全标准检查工作指导 5 1、高压测试 5 2、低输入电压产品使用1800VAC作高压测试 5 3、绝缘测试 5 4、漏电流测试 5 5、接地测试 5 6、输入电流测试 5 7、输入端的剩余电压 5 8、各输出端的最大VA 5 9、异常操作测试 6 9.2、特低输入电压测试 6 9.3、特高电压测试 6 9.4、过载测试 6 9.5、长时间的过压保护测试 6 9.6、适配器内可熔断电阻的安全测试 7 10、异常处理测试 7 10.1、严格的跌落测试(对于AC适配器) 7 10.2、严格的震动测试(对于AC适配器) 7 11、可见的潜在安全问题检查 7 11.1、输贴片电容的检查 7 11.2、AC输入线的检查 7 11.3、DC输出线的检查 7 11.4、热组件 8 12、可燃性检查 8 13、各种检查 8 13.1、组件检查 8 13.2、标贴检查 8 13.3、空间及爬电距离 8 二、环境条件测试 8 1、高温测试 8 2、低温操作测试 8 3、高湿操作测试 8 4、高低温储存循环测试 8 5、高湿储存测试 8 6、振动测试 9 6.1、非工作状态测试 9 6.2 工作状态振动测试 9 7、跌落测试 9 三、静态工作特性测试 9 1、输出电压与电流调整范围 (需在高、低、常温下进行测试) 9 2、效率测试 (高、低、常温三种条件下进行) 10 3、起机输入电压测试 (高、低、常温三种条件下进行) 10 4、输入电压临界电测试(高、低、常温三种条件下进行) 10 5、输出电压电流特性曲线测试 (高,低,常温三种条件下进行) 10 6、输出共模噪音电压测试 (在规格中有要求才做) 10 7、可听噪音测试 10 四、动态性能测试 10 1、浪涌电流测试 10 1.1、室温冷起机 10 1.2、室温热起机 11 2、开关机时输出电压过冲与欠冲测试 11 3、开机延时及输及电压间跟从测试 11 4、开机维持时间 12 5、阶跃负载响应测试 (此测试项须进行低温、常温、高温三种条件的测试) 12 6、POWER GOOD /FAIL TEST 12 五、开短路测试 12 1、测试范围 12 2、测试标准 13 3、测试方法(TEST METHOD) 13 3.1、开短路测试(Open short method) 14 3.2、在测试过程中和测试后要观察的项目(Utems to observe doing or after open short) 14 六、可靠性测试 15 1、电解电容寿命的检测 15 2、RUBYCON公司的电容寿命计算公式 16 3、温升测试 16 3.1、外壳温升 16 3.2、零件温升 16 3.3、火牛温升 17 3.4、电容温升测试 17 3.5、高温开关机测试 17 3.6、MTBF(平均无故障时间计算) 17 3.7、组件失效率的计算 17 七、组件使用率测试工作指导 18 1、测试范围 18 2、测试条件 18 3、用率要求 18 4、测试方法 18 4.1、电阻 19 4.2、电解电容使用率测试 19 4.3、电容 20 4.4、陶瓷电容 20 4.5、晶体三极管和场效应管 20 4.6、二极管 20 4.7、稳压二极管 20 4.8、反激式功率变压器 21 4.9、正激式功率变压器 21 4.10、正激式功率镇流器 21 4.11、#芯镇流器 21 八、设计更改评估工作指引 23 1、目的 23 2、步骤 23 2.2、测试计划与时间表 23 2.3、测试 23 2.4反馈问题给开发部 24 2.5报告 24 2.6结束 25 九、保护电路测试工作指引 25 1、目的 25 2 、主要使用仪器 25 3、步骤 25 3.1、过流保护 25 3.2、短路保护 25 3.3、过压保护 26 3.4、过温保护 26 3.5、过温保护余量 26 十、设计验证工作指引 26 1、目的 26 2、范围 26 3、步骤 26 3.1、2MVT 27 3.2、测试计划 27 3.3、测试 27 3.4、反馈问题给开发部 28 3.5、报告 28 3.6、结束 29 十一、电磁兼容测试工作指引 29 1、目的 29 2、使用仪器 29 3、步骤 30 3.1、传导电磁干扰测试 30 3.2、辐射电磁干扰测试 31 3.3、静电放电测试 32 3.4、谐波电流测试 33 十三、电源干扰测试工作指引 34 1目的 34 2范围 34 3使用仪器 34 4步骤 34 4.1掉电测试 34 4.2 400HZ的振铃测试 34 4.3交流电源功率噪声测试 35 4.4雷击测试 35 4.5关机后重新开机测试 35 4.6输入电压不足测试 35 十四、机械性能检查工作 36 1、目的 36 2、范围 36 3、使用仪表 36 4、机械性能检查 36 一、安全标准检查工作指导 1、高压测试 对于class 2类电源(没有接地端) 将初级端的L和N边接在一起,将次级端所有的输出0V电压连接.在初、次级之间输入3600Vac电压持续1分钟. 标准:漏电流必须小于10mA 2、低输入电压产品使用1800Vac作高压测试 对于class 1 类电源(带有接地端) 连接初级的L和N,将次级端的所有输出、OV电压和地连接在一起,在初级和次级之间输入1800Vac的电压持续1分钟, 标准:漏电流必须小于10mA 移去初级和地之间的所有Y-cap,只留下初、次级间的Y-cap,将初级端的L和N连接,迎接次级端所有的输出和0V电压,留下地是态空的.在初级次级之间入3600Vac的电压持续1分钟.低输入电压产品使用1800Vac作高压测试. 标准:漏电流必须小于10mA 3、绝缘测试 将初级端的L和N连接在一起,连接次级端所有的输出、0V电压和地(如果有的话)用500V的兆欧,绝缘表测量初、次级间的阻值. 4、漏电流测试 在正常高电压输入(120Vac或240Vac)最大负载情况下进行,连接测试电流表于输入端初级回路的火线或零线跟次级回路的0v电压(若有的话)的漏电,如下图所示: 标准:对于class2 设备小于0.25mA 对于class1 设备小于0.75mA 5、接地测试 这个测试适用于只有接地端的设备 在接地端和接地的任何可接触的金属部分之间输入25A(交流或直流)电流 标准:接地端和共它接地端金属之间的电阻值必须小于0.1欧姆 6、输入电流测试 本测试适用于AC电源 在输入电压等于低于正常电压10%(100Vac或200Vac)等于90 Vac或180 Vac,额定最大负载的情况下,测量输入的有效值电流. 标准:输入的有效值电流必须低于定的保险丝和电源标贴上的额定输入电流 7、输入端的剩余电压 本测试只适用于正常值高于0.1uf的X-cap 输入一直流电压等于正常高电压(120 Vac或240 Vac)的峰值,也等于170 Vdc 或340 Vdc给输入装置,负载可以是最大或最小值. 用存贮示波器测试电源的2个输入端通过的电压 关闭直流输入,记录输入端下降的电压波形. 标准:输入端电压上 8、各输出端的最大VA 对于固有的有限功率电源,和输出不是使用在防火外壳内的设备.还包括电源适配器、充电器,在正常和单一组件损坏的情况下能从各输出得到的最大电流和VS(电压必须附合以下情况J 输出电输出电流 最大VA Uoc=20 =80=5Uoc 20UOC=30                            =80                   30UOC=60                            =150 Uoc是无负载的输出电压 最大电流为60秒以后的电流,在任何负载包括短路的情况下,电子负载必须调节至从设备得到可能的最大电流. 最大电流为100毫秒以后的电流,在任何负载包括短路的情况下,电子负载必须调节至从设备得到可能的最大率. 单一组件损坏情况可以下列情况模仿 对于次级限制电流的设备:把限流电阻短路,或把电流反溃回路中的组件短路 对于没有次级限制电流却有初级制电流的设备,反流电阻短路,或流过电路上的组件开路. 对于没有次级和初级限制电流的设备,寻找初级VT (电压*时间)限制回路上的组件.例如输入电压和补尝二极管,从开路/短路测试的结果,检查当这个二极管开路时输出的是否正常,如果正常,则把一稳压二极管开路作为最大输出VA测试的单一损坏情况. 开路VT限制电路上的其它零件也可以作为损坏情况,但它不能很快的损坏设备(可检查开路/短路测试结果),并且得到最大输出VA增幅. 9、异常操作测试 当设备运行时测变压器的最高绕组温度. 使用热电偶测量的标准: 对于等级A的火牛140度 对于等级E的火牛155度 对于等级B的火牛kikusui,电子负载在电压上升10毫秒扣拉电流,因结它实际上是空载起机. 2prodigit 电子负载在电压很低时已能拉最大电流,扎经起机负载很大, 3自制的电子负载有一个可调恒压模式,仅当输出电压最大恒压模式扎设置的电压时才拉电流 ,如果恒压模式暇压很低,自制的电子负载跟prodigit电子负载起机拉电流情况接近,. 使用数字存储示波器去补捉输出电压的波形,以便孋开机机时是否存在过冲与你冲丙象,输出电压的过冲不能超过指定范围,如没指下则不应超过电压规格围. 3、开机延时及输及电压间跟从测试 在做此测试前,开机及把被测机放入扎要求试的温度环境中保持到少30分钟,使被测机温度达到稳定, 如果被测开机后需重新开机,需等几分钟,侍电容放电后再测试. 注:对于使用负载所前开关机测试一样. 用数字存储示波器去捕捉输入电压及输出电压波形,测出从输入电压开始至输出电压到达额值的90%的时间, 对于有多组输出的被测机,用存储示波器捕捉一组跟其它各组输出电压波形,测量的时间是从每组输出的额定值的50%到另一组出的额定值的50%.除有特别规定外,这个时间差必须不超过50ms 4、开机维持时间 把被测机与掉电测试仪连结起来,使得开机波形能够被捕捉,交流开机的时间至最大,设定交流开机时间至少1秒或更大. 设定输入电压为额定低端电压,负载最大,用示波器云捕捉当交汉电压关掉时输出电压与便入电压的波形. 测量时间是坐交流电压开机的零点到输出电压降至超过其规格范围的点.这企时间即是关要持时间(或掉电维持时间) 5、阶跃负载响应测试 (此测试项须进行低温、常温、高温三种条件的测试) 把被测机连接到电子负载并设为恒流模式,设定两个阶跃负载,每一阶跃时间为5毫秒,上升时间为100微秒(到达额定值的90%),用示波器观察输出电压波形. 至少必须测试下列几种组合 输入电压负载 最大 最大最小 最大 最大半载 最小 最大最小 最小 最大半载 在阶跃负载时,输出电压上的第三个振铃的振幅必须中于第一个振幅的20%,太多的振铃表刖结机是稳定的. 对于多组输出的电源供应器,其中一企图出须带一个输出阶跃负载,另外的输出负载须从最小到最大以找坏情况.监探所有出以确定没有超出规格范围或太多的掁铃, 6、power good /Fail Test 测试最小进行下列四种电压和不同负载的组合 输入电压负载 最大最大 最大最小 最小最大 最小最小 用数字存储示波器同时观察被测机的一组输出信号(powergood/powerfail信号) 输出电压上升至PGD信号(高/低取决于它的规格)必须有一个延时(泰安工厂是100-300毫秒),检查这个延时是否在规格范围内. 开机捕捉输出带压合PGD信号波形 当PGD信号硝石到输出电压地域额定输出时,检查延时时间是否在规格内 从关机时输出电压开始上升到关机输出输出电压万全降低,这段时间内PGD信号波形必须没有振铃存在. 五、开短路测试 1、测试范围 除非另有规定,对于电路板初级超过50VRMS的相邻走线而爬电距离不满足安规要求的地方,需要做短路测试.对于UL.1950.初级间地最小爬电距离要求是: 0 to 50V RMS1.2mm 50to 100V RMS1.4mm 100 to 125V RMS1.5mm 125 to 150V RMS1.6mm 150 to 200V RMS2.0mm 200 to 250V RMS2.5mm 250 to 300V RMS3.2mm 在EVT版本中,开短路测试要求在很短时间内完成.在告知DE部的前提下,测试可以减到只做下列不分组件: 初级:次级: 桥式整流管(其中任意一个) 输出整流管 晶闸管(如果有的话)所有贴片电容 滤波电容输出电容 起机电阻光耦 变压器的主要绕组 初级开关管的三个极 钳位电容. 测试条件(unless otherwise specified ,open short less shall be done in following 4 )conditions: Max Vin, max load; Max Vin, min load; Min Vin ,max load; Min Vin ,max load For short test of input rectifier, bulk capacitor and switching FET (or switching transistor) The input AC power must be supplied via a 10KVA variac +10KVA isolation transformer +20A circuit breaker set. 2、测试标准 No smoking of intensity greater than that of cigarette ; 冒烟的浓度不能超过一支点燃的香烟 if a fire occur it shall not propagate beyond the equipment; 如果有火产生,为不能蔓延至机外 if there is fire or explosion , molten metal shall not be emitted and enclosure shall not be unformed; 如果有火或爆炸产生,不能射出熔金属,外壳亦不能变形 if there is overheating of nearby material the material that could be overheated is flammability class v1 or better ; 如果可使附近物料过热, no electrolytic capacitor explosion such that electrolytic leak out ; 不能有电解电容的爆炸或电解液的泄漏 no output shall exceed 42.4Vpk or 50Vdc 输出电压峰值不能超过42.4V或者直流电不能超过60V if the power transformer (or any safety isolation transformer)fall during open/short test , we need to do Hi-pot test once with the failed transformer ,this is to test whether the insulation was broken down ring open/short test , if HI-pot test failed ,the open / short test is considered as failed. 如果变压器(或任何安全隔离变压器),在开短路过程中损坏了,须把损坏的变压器做一次高压测试,这项测试的目的是检测在开短路测试中绝缘是不损坏,如果高压测试失败,此开短路测试也视为失败 If the switching FET (or transistor ) failed . then it is necessary to do Hi-pot test once .This is to test whether the insulation was broken when switching FET (or transistor) failed (.e.g insulation onside power transformer) 如果开关场效应管(或晶体管)坏掉,则须要做一次高压测试,这是测试开关场效应管(或晶体管)坏掉时有否破坏绝缘 3、测试方法(Test method) 根据原理图,估计在测试中哪些组件容易损坏,估计这些组件的数量,在进行测试前到货舱去领取所需组件. Base on schematic estimate which components will be damaged easily during test , estimate the quantity required and request such materiod from shore before starting test . 重点注意开机前,关上或者打开开短路开关,用一个透明的塑料罩罩住被测机,这样做是为了避免爆炸或者起火产生伤害. IMPORTANT : before power on ,closing or opening the open/short switch cover the un, transparent pastle cover ,this is to avoid (in 3.1、开短路测试(Open short method) 对于开路测试,断开被测点的任意一点的连接,将开关焊接在断开的两点,将开关打在关闭的位置.在要求的输入和负载条件下开机,然后把开关打到开的位置,观察发生的情况. For “Open” test break the connection between 2 points to be tested “open” a switch between the 2 points , place the switch in “close” position ,power on the unit a tdesired load ,then change the switch to “Open” position and abserve any cvent happened . 对于短路测试,并联一个开关在被测点的两端,将开关打在开的位置.在要求的输入和负载条件下开机,然后把开关打到关的位置,观察发生的情况. For “short” test parallel a switch to the 2 points to be tested “short” place pie switch in a pasition , power on ,the unit at desired Vin and load then change be switch to “close”and abser any quent happened 对于两个插脚的组件检,开路止需做其中一个脚的测试,而无需进行两个脚之间的测试.短路测试须做一次短接两个脚的测试. For 2 lead components “open” shall be done on other one lead to need to do on tell “short” me us ing the 2 leads and shall be done once . 对于三个脚的插脚组件,开路测试三个脚都做,短路测试只须做任意两个脚的短接,三种短接组合. For 3 leak component done on each or the 3 leaks “short” shall leak on any combinanpns of 2 leads ,I E 3 sharscombinations 对于IC,开路必须测试每一个脚.短路测试只须测试任意俩个相邻的两脚. For IC “open” shall be done on each leads “short” shall dane on any 2 alracent 对于火牛,开路必须测试每一个插脚.短路只须测试任意两个相邻脚.次级的脚不能做短路测试. For transformer “open” shall be done on each leads “short” shall done on any 2 working However here in to need to test “short” between primary and secondary 3.2、在测试过程中和测试后要观察的项目(Utems to observe doing or after open short) 用能观察有效值的数字万用表观察输入电流,测各个输出端的电压,可以用开关来选不同的输出端) Montiior the input curient with #can read RMS 记录输入电流(record current). 记录输出电压,如果有多组输出,通常是记录主要输出电压,当其它电压不正常而主要输出电压正常的时候,在备注里记录该不正常电压. Record the output voltage ,if the unti got multiple output always record the main regulated output voltage ,record other output voltage in remark column only if is abnormal but the tan regjlate oup 如果有冒火冒烟地情况要记录下来. 如果没有不正常地现象发生,输入电理和输出电压电流均没有变化,等待一俩分钟确认没有变化再进行下一项测试. 如果输入电流明显增加,或者内部功率消耗增加(如输入电流不变或减少,但输出电压电流更大比例减小)须等待十到五分钟后确认没有不正常地现象发生再进行下一项测试.在十到五分钟内用红外线温度表测量有没有热点. 关机但输入电流仍很大(如大于空载输入电流),须等待十到五分钟确认南美有不正常现象发生再进行下一项测试.在这十到五分钟内用红外线温度表测量有没有热点. 如果被测机烧机了,辑录所有烧坏组件. 对于功率因素之被测机,须监控功率因素改正电路后之大电容(一般规格为?),如果此电容之电压升超过500V,虽然电容没有爆炸,亦须辑录此电容及用纷红点标记该未爆炸之电容. 测试前打印出开短路测试所需表格,并找出需测组件归类按顺序填写.测试时将结果对应填写. 六、可靠性测试 1、电解电容寿命的检测 测出电解电容的温度和纹波电流(制造商的说明书中规定的电解电容的基本寿命,额定纹波电流) 额定最高输入电压(通常为120或240VAC) 额定最低输入电压(100或200VAC) 所有计算出来的电解电容寿命都必须高于规格书中的要求的时间, NIPPON公司的电容寿命计算公式(测试纹波电流方法) Lx-Lo*Ktemp*Kripple=估计的电容寿命 Lo:在最大工作温度下工作,制造商估计的电容寿命 Ktemp=2To-Tx/10=温度促进因子 Tx=Ta+Tr=电容外壳温度 To=最大工作温度(105摄氏度或85摄氏度) Ta=环境温度(25) Tr=电解电容外壳的相对环境温度的温升 Kripple=2dTo-dTx/5=纹波促进因子 DTo=5摄氏度=电容在额定纹波流时,所估计的电容中心与表面的温度产生 DTx=dTo*Ix/(Io*m)2=电容在实际纹波电流时,所估计的电容中心与表面的温度差 Ix= 实际纹波电流有效值 Io=在指定频率的额定纹波有效值 M=实际频率下的纹波电流该乘的系数 (Lo、Io、m都可以在电解电容数据数中可以查到) Example: Nippon 公司的电容400VB56 允许纹波电流Io=225mA于120HZ、在105摄氏度的基本寿命为3000小时,纹波电流在120HZ时系数为1,实际应用:纹波电流有效值300mA,表面温度:71.2摄氏度 dTx=dTo*Ix/(m*Io)2=5*300/(1*225)2=8.8889 Kripple=2dTo-dTx/5=25-8.8889/5=0.5833 Ktemp=2(To-Tx)/10=2(105-71.2)/10=10.411 Lx=L0*Ktemp*Kripple=3000*10.411*0.5833=18218小时 对于输入大容量电容,有低频和高频纹波电流流过,Ix必须在使用上面这个公式之前进行调整. Lx1=在频率100Hz或者120HZ的实际纹波有效值电流 Lx2=在高频情况下的实际纹波有效值电流 M1在频率100HZ或者120HZ时的纹波电流系数 M2在高频时的纹波电流系数 那么:Ix=sort(IxI/ml)2+(Ix2/m2)2 2、Rubycon公司的电容寿命计算公式 Lx=L0*Ktemp*Kripple=估计的电容寿命 Lo=在最大工作温度下工作,制造商估计的电容寿命 Ktemp=2(To-Tx)/10=温度促进因子 To=最大工作温度(105/85) Tx=Tc-dTc=假设在没有纹波电流情况下电容的实际温度 Tc=Ta+Tr=电容顶部外壳温度的瀑升 dTc=dTx/alpha=由于纹波电流使顶部外壳的温升 alpha=电容的顶部外壳与中心的比率 Kripple=2C-dTx/10-(0.004*Tx-0.17)dTx=纹波促进因子 DTo=5摄氏度=电容在额定最大纹波电流时的内部温升 DTx=dTo*(Ix/F/Io)2=电容在实际纹波电流时,电容的内部温升 Ix=实际纹波电流有效值 Io=最大额定纹波电流有效值 C=C值 注:电解电容的类型C值 usr usc usp1.205 其它85摄氏度的电容0.546 105摄氏度的电容0.571 3、温升测试 这项测试必须的室内进行 最大输入电压,最大负载 最小输入电压,最大负载 正常输入电压,最大负载 设最大输入电压,负载组合能使被测机在脉冲模式下工作 最小输入电压,负载组合能使被测机在脉冲某模式下工作 在测度过程中,要用一个30*30*20厘米对于小型适配器小些的5个面的覆盖物饱住被测机防止气流,只允许