6-单输出AC-DC Adapter产品的白盒测试规范.doc

2单输出AC/DC Adapter产品的 -白盒测试规范-（封面）目 录1：白盒测试目的.2：测试记录表格.3：白盒测试规范.3-1：电性能测试.3.1.1: 辅助电源部分3.1.1.1: 输出电压范围.3.1.1.2: 输出电压纹波. 3.1.2: PFC部分的适应性测试.3.1.2.1. 输入电压谐波的适应性3.1.2.2: 输入电压缓变的适应性3.1.2.3: 输入电压畸变的适应性3.1.2.4: 输入电压跳变的适应性3.1.2.5: 瞬态高压输入的适应性3.1.2.6: 输出负载跳变的适应性3.1.3: DC-DC部分的小信号测试 3.1.3.1: 电压环环增益. 3.1.3.2: 限流环环增益.3-2：电应力测试.3.2.1: 功率MOSFET 3.2.2: 功率二极管3.2.3: 磁芯元件3.2.4: 电容元件 1：白盒测试目的所谓白盒测试，就是对开发的电源样品，打开机壳后，所做的全部内特性测试。它包括产品关键电路的部分电气性能、关键元器件和控制芯片的电应力等。这个测试结果通常是产品可靠性指标的重要依据。它是公司内部必须测试的内容，是保证产品在市场上工作可靠的唯一法宝。做好产品的白盒测试，对于产品的质量和信誉，具有非常直接的意义。本规范是专门为单输出AC/DC Adapter产品的白盒测试所制订的。2：测试记录表格对已开发的单输出AC/DC Adapter样品，可在常温下进行白盒测试，下面是规范的两张记录表格。Part number： ，Testing engineer： ，Testing date： White-box testing record Table 1：（ ）Testing itemTesting resultMeet the specification01Stand-by power supply- Range of output voltageYes No- Output voltage rippleYes No02PFC- Adaptability of output voltage harmonicsYes No- Adaptability of input voltage slow changeYes No- Adaptability of input voltage distortionYes No- Adaptability of input voltage step changeYes No- Adaptability of transient high input voltageYes No- Adaptability of output load step changeYes No03DC-DC-Voltage loop dynamic small signal parametersYes No- Current limit loop dynamic small signal parametersYes NoPart number： ，Testing engineer： ，Testing date： White-box testing record Table 2：（ ）Testing itemTesting resultMargin utilization(%)Steady stressTransient stressSteady Transient 01Power MOSFET-Gate drive voltage-Voltage across drain to source-On state drain current-Device die temperatureNo measurement 02Power diode- Reverse turn off voltage- Forward on state current- Device die temperatureNo measurement03Magnetic components- Maximum flux density- Core temperature riseNo measurement04Capacitor components- Maximum operating voltage- Capacitor temperature riseNo measurement05Other components3：白盒测试规范3.1：电性能测试3.1.1：辅助电源部分 在单输出AC/DC Adapter产品中的辅助电源，一般由变压器的一个绕组（或PFC电感的一个绕组）外加一些元器件构成，不是独立的辅助电源，所以其性能测试实际上是一种类似于多输出的测试。3.1.1.1: 输出电压范围 测试说明：测试模块内部辅助电源的输出电压范围。 测试步骤：1）：按图1接好模块的测试线路图，测试设备和仪器应符合要求；V NL图1：测试辅助电源输出电压范围的线路图2）：全输入电压有效值范围（一般取，）和全负载范围（一般取，）内、测试辅助电源的输出电压, 记录于表1；3）：在输出限流点、输出深度限流和其它保护下测试辅助电源的输出电压。记录于表1。Table1: The record of testing output voltage of stand-by power supplyConditionOutput current limit pointDeep current limitInput under voltage protectionInput over voltage protection Range of output voltage:：from V to V判定标准：符合要求，合格；否则，不合格。3.1.1.2：输出电压纹波 测试说明：测试模块内部辅助电源的输出电压纹波。测试步骤：同3.1.1.1，记录表2。Table2: The record of testing output voltage ripple of stand-by power supplyCondition Output voltage ripple： mV 判定标准：符合要求，合格；否则，不合格。3.1.2：PFC部分的适应性测试在单输出AC/DC Adapter产品中的PFC通常采用CCM/DCM边界控制的Boost电路，在黑盒测试时已对整机的输入电流谐波等指标作了详细的测试，本部分内容是单独对PFC电路抗各种变化适应性的测试。在内部辅助电源采用PFC滤波电感绕组构成的Adapter中，做这个测试时，只要将PFC与DC-DC断开，在PFC输出的后面接上高压电子负载即可；在内部辅助电源采用DC-DC变压器绕组构成的Adapter中，在将PFC与DC-DC断开，并在PFC输出的后面接上高压电子负载后，可采用外部辅助电源给PFC供电来进行这种测试。测试的目的是观察PFC电路抗电网和负载变化的能力，在没有问题时，可再进行整机的类似测试。先测试PFC，再测试整机，这样可找出问题，并避免样机中DC/DC部分的损坏。3.1.2.1：输入电压谐波的适应性测试说明：测试PFC对输入电压谐波的适应性。输出为额定电阻负载。测试步骤: 1）：按图2接好模块的测试线路图，测试设备和仪器应符合要求；电流探头 VPFC 部分N图2：测试PFC性能的线路图2）：分别在输入电压为最高和最低，输入频率为30Hz时，测试输入电流波形、输入电压波形，PFC工作应无异常，能稳定运行；3）：分别在输入电压为最高和最低，包含220V基波和100V三次谐波时，测试输入电流波形、输入电压波形，PFC应能稳定运行，电流波形无异常畸变；4）：分别在输入电压为最高和最低，输入THD40%（包括3次、5次、7次、9次）时，测试输入电流波形、输入电压波形，PFC应能稳定运行。记录表3。表3：PFC输入电压谐波适应性的测试记录表格Input conditionFile name of input current and voltage waveformInput current and voltage waveform normal or notDamage record and analysis30Hz220V fundamental and 100V the third harmonic synthesisTHD=40%(synthesis with the third, fifth, seventh and ninth harmonic)30Hz220V fundamental and 100V the third harmonic synthesisTHD=40%(synthesis with the third, fifth, seventh and ninth harmonic) 判定标准：上述测试条件下，PFC应工作稳定，无异常保护及损坏，输入电流波形无异常畸变。3.1.2.2：输入电压缓变的适应性测试说明：测试PFC对输入电压中断、铁落和缓慢变化的适应性。输出为额定负载。测试步骤: 1）：按图2接好模块的测试线路图，测试设备和仪器应符合要求； 2）：下列输入电压中断时，测试输入电流波形、应无异常；A：输入额定电压（5S）0V（200ms）B：输入过压点-5V（5S）0V（200ms） C：输入欠压点+5V（5S）0V（200ms）3）：下列输入电压跌落时，测试输入电流波形、应无异常；A：输入额定电压（5S）40%输入额定电压（200ms） 4）：下列输入电压缓变时，测试输入电流波形、应无异常；A：输入额定电压变化到40%输入额定电压，周期4秒B：输入欠压点+5V变化到输入过压点-5V，周期4秒。记录表4。表4：PFC输入电压缓变适应性的测试记录表格Input conditionFile of input current and voltage waveformFile of PFC inductor current waveformFile of switch voltage waveformFile of diode voltage waveformInput voltage interruptRated input voltage(5S)0V(200ms)Input over voltage point-5V(5S)0V(200(ms)Input under voltage point+5V(5S)0V(200(ms)Input voltage dropRated input voltage (5S) 40%of Rated input voltage (200ms)Input voltage slow changeChange from rated input voltage to 40% of rated input voltage, the cycle is 4sChange from input under voltage point +5V to input over voltage -5V, the cycle is 4s判定标准：上述测试条件下，PFC应工作稳定，无异常保护及损坏，输入电流波形无异常畸变。3.1.2.3：输入电压畸变的适应性测试说明：测试PFC对输入电压尖峰、缺口和畸变的适应性。输出为额定负载。测试步骤: 1）：按图2接好模块的测试线路图，测试设备和仪器应符合要求； 2）：下列输入电压尖峰时，测试输入电流波形、应无异常；A：输入额定电压上加一个450V电压尖峰/2ms（每周期3个）B：输入高限电压上加一个450V电压尖峰/2ms（每周期3个） C：输入低限电压上加一个450V电压尖峰/2ms（每周期3个） 3）：下列输入电压缺口时，测试输入电流波形、应无异常；A：输入额定电压上加一个100%的电压缺口/2ms（每周期3个）B：输入高限电压上加一个100%的电压缺口/2ms（每周期3个）C：输入低限电压上加一个100%的电压缺口/2ms（每周期30, 增益裕量6dB，带宽不做具体要求，但其它动态指标：如闭环Audio和闭环输出阻抗需满足要求。3.1.3.2: 限流环环增益 测试说明：测试模块DC-DC限流环的动态性能指标。 测试步骤：1）：按测试环增益的要求接好线路图，测试设备和仪器应符合要求；2）：全输入电压有效值范围（一般取，）测试输出轻度限流及深度限流时的环增益曲线，记录相位裕量PM、增益裕量GM和带宽于表10；表10：模块DC-DC限流环的环增益测试表格ConditionLight current limitDeep current limitPMGMfcPMGMfc判定标准：相位裕量30, 增益裕量6dB，带宽不做具体要求。3.2：电应力测试3.2.1：功率MOSFET测试说明：测试电源模块中功率MOSFET器件的电压、电流和结温，并计算降额系数。测试步骤：1）：全输入电压有效值范围（一般取，）和下列负载范围（一般取最大负载、轻度限流状态和深度限流状态）内测试功率器件的电压、电流波形，记录于表11；表11：功率MOSFET在下列稳态下的电压、电流波形和幅值测试记录表格Input conditionWaveformAmplitudeWaveformAmplitudeWaveformAmplitudeOutput maximum loadLight current limit stateDeep current limit stateOutput maximum loadLight current limit stateDeep current limit stateOutput maximum loadLight current limit stateDeep current limit state对AC/DC Adapter而言，过流保护通常没有限流环，所以后两项可选。2）：测试各种瞬态下器件的电压、电流波形，记录于表12；表12：功率MOSFET在下列瞬态下的电压、电流波形和幅值测试记录表格Input conditionWaveformAmplitudeWaveformAmplitudeWaveformAmplitudeNo load increase to full load suddenlyFull load reduce to no load suddenlySteady voltage skip to current limitCurrent limit skip to steady voltageNo load skip to circuit shortCircuit short skip to no loadTurn on in condition of output circuit shortNo load increase to full load suddenlyFull load reduce to no load suddenlySteady voltage skip to current limitCurrent limit skip to steady voltageNo load skip to circuit shortCircuit short skip to no loadTurn on in condition of output circuit shortNo load increase to full load suddenlyFull load reduce to no load suddenlySteady voltage skip to current limitCurrent limit skip to steady voltageNo load skip to circuit shortCircuit short skip to no loadTurn on in condition of output circuit shortFull load and input under voltage protectionFull load and input under voltage restorationFull load and input over voltage protectionFull load and input over voltage restoration3）：全输入电压有效值范围（一般取，）、最大负载和常温下测试器件的温升及损耗，记录于表13。表13：常温/满载下器件温升和损耗的测试记录表格ConditionComponents temperature risingComponents losses根据最高温升和最大损耗可按下面的公式计算出功率器件的最高结温：，其中：最高壳温；：最高环境温度：最高结温；：器件的最大损耗； ：从结到壳的热阻判定标准：计算最坏条件下的电压降额系数（电流降额通常没问题）、结温降额系数，需满足降额要求。3.2.2：功率二极管测试说明：测试电源模块中功率二极管器件的电压、电流和结温，并计算降额系数。测试步骤：1）：全输入电压有效值范围（一般取，）和下列负载范围（一般取最大负载、轻度限流状态和深度限流状态）内测试功率器件的电压、电流波形，记录于表14；表14：功率二极管在下列稳态下的电压、电流波形和幅值测试记录表格Input conditionWaveformAmplitudeWaveformAmplitudeOutput maximum loadLight current limit stateDeep current limit stateOutput maximum loadLight current limit stateDeep current limit stateOutput maximum loadLight current limit stateDeep current limit state对AC/DC Adapter而言，过流保护通常没有限流环，所以后两项可选。2）：测试各种瞬态下器件的电压、电流波形，记录于表15；表15：功率二极管在下列瞬态下的电压、电流波形和幅值测试记录表格Input conditionWaveformAmplitudeWaveformAmplitudeNo load increase to full load suddenlyFull load reduce to no load suddenlySteady voltage skip to current limitCurrent limit skip to steady voltageNo load skip to circuit shortCircuit short skip to no loadTurn on in condition of output circuit shortNo load increase to full load suddenlyFull load reduce to no load suddenlySteady voltage skip to current limitCurrent limit skip to steady voltageNo load skip to circuit shortCircuit short skip to no loadTurn on in condition of output circuit shortNo load increase to full load suddenlyFull load reduce to no load suddenlySteady voltage skip to current limitCurrent limit skip to steady voltageNo load skip to circuit shortCircuit short skip to no loadTurn on in condition of output circuit shortFull load and input under voltage protectionFull load and input under voltage restorationFull load and input over voltage protectionFull load and input over voltage restoration3）：全输入电压有效值范围（一般取，）、最大负载和常温下测试器件的温升及损耗，记录于表16。表16：常温/满载下器件温升和损耗的测试记录表格ConditionComponents temperature risingComponents losses根据最高温升和最大损耗可按下面的公式计算出功率器件的最高结温：，其中：最高壳温；：最高环境温度：最高结温；：器件的最大损耗； ：从结到壳的热阻判定标准：计算最坏条件下的电压降额系数（电流降额通常没问题）、结温降额系数，需满足降额要求。3.2.3：磁芯元件测试说明：测试电源模块中磁芯元件（如功率变压器、滤波电感、电流互感器、驱动变压器、谐振电感等）的电流波形和温升。测试步骤：1）：全输入电压有效值范围（一般取，）和全负载范围（一般取，） 内测试磁芯元件的电流波形，记录于表17；表17：磁芯元件在下列稳态下的电流波形和幅值测试记录表格Input conditionWaveform Amplitude 2）：测试各种瞬态下磁芯元件的电流波形，记录于表18；表18：磁芯元件在下列瞬态下的电流波形和幅值测试记录表格Input conditionWaveformAmplitudeNo load increase to full load suddenlyFull load reduce to no load suddenlySteady voltage skip to current limitCurrent limit skip to steady voltageNo load skip to circuit shortCircuit short skip to no loadTurn on in condition of output circuit shortNo load increase to full load suddenlyFull load reduce to no load suddenlySteady voltage skip to current limitCurrent limit skip to steady voltageNo load skip to circuit shortCircuit short skip to no loadTurn on in condition of output circuit shortNo load increase to full load suddenlyFull load reduce to no load suddenlySteady voltage skip to current limitCurrent limit skip to steady voltageNo load skip to circuit shortCircuit short skip to no loadTurn on in condition of output circuit shortFull load and input under voltage protectionFull load and input under voltage restorationFull load and input over voltage protectionFull load and input over voltage restoration3）：全输入电压有效值范围（一般取，）、最大负载和40下测试磁芯元件的温升，记录于表19。表19：40/满载下磁芯元件的温升测试记录表格ConditionComponents temperature rising判定标准：计算最坏条件下的磁密降额系数（也可看电流波形，来判断磁芯是否饱和），及最大温升，需满足要求。3.2.4：电容元件测试说明：测试电源模块中电容元件（如输入，输出滤波电容、谐振电容等）的电压、电流波形和温升。测试步骤：1）：全输入电压有效值范围（一般取，）和全负载范围（一般取，） 内测试电容元件的电压、电流波形，记录于表20；表20：电容元件在下列稳态下的电压、电流波形和幅值测试记录表格ConditionWaveformAmplitudeWaveformAmplitude2）：测试各种