液晶电视机安全试验温升测试技术解析

液晶电视机安全试验温升测试技术解析lStandard,testing&equipment

i梅准趋溷与仪器

文章编号:1002—8692(2011)12—0090—03

液晶电视测试技术解析

(国家广播电视产品质量监督检验中心,北京100015)

【摘要】电视机生产商逐步实现生产线的转型,产品质量参差不齐,多有温度超标引起人身伤害的事故.对液晶电视机按照

国家标准要求进行安全试验中的温升测试技术进行解析,详细介绍了常见的热电偶和电阻式温度检测器(RTD)测试方法,以

便生产商更好地认识国家标准要求,同时帮助消费者了解自己购买产品的安全性.

【关键词】温升;热电偶;电阻式温度检测器

【中图分类号】TN949.6【文献标识码】A

AnalysisofHeatingTestTechnologyinSafetyTestforLCDTV

HANZhengtao

(NationalTestingandInspectionCenterforRadio&TVProductsofChina,Beng100015,China)

【Abstract】TVmanufacturersgraduallyrealizethetransformationoftheirproductlines,butproductqualityisragged,therefore

manyaccidentsarehappenedbecausethetemperatureexceedsstandardlimitation.Inthispaper,allanalysisoftemperaturetest

technologyinsafetytestforLCDTVaccordingtonationalstandardsisgiven,whichintroducestestmethodsofthermocouple

andRTD,SOthatdesignerscanunderstandthenationalstandards,andconsumerscanhaveanordinaryconceptionofproducts

safetyperformance.

IKeywords]temperaturerise;thermocouple;RTD

0引言

为保证产品对于操作人员的使用安全,中国对液晶

电视机产品实行CCC认证检测的市场准人制度.目前,

液晶电视机按照认证规则要求划归入CCC认证的0808

类别,其安全性能的检测依据GB8898--2001~音频,视频

及类似电子设备安全要求》u.笔者将就液晶电视机在

CCC认证检测安全试验中的温升测试技术进行解析.

1液晶电视机温升测试方法

1.1概述

按照国家标准GB8898--2001要求,液晶电视机在

进行温升测试时[11,应在温度为l5—35℃,相对最大湿度

为75%的环境中进行.测试时,应将样品放置在有前开

口的木制试验箱中,位于距试验箱前边缘5cm处,而且

沿侧面和顶面要有lam的自由空间,在样品后面要有

5am的深度空间.如果生产商提供的说明书中规定了

样品工作状态,也可以将样品按照制造厂商的规定放

置.一般而言,为了给消费者更明确的指导,生产商都

附带了详尽的说明书,故在进行液晶电视机的温升测试

时,应按照说明书要求,将样品在规定的条件下竖立放

置,以保证样品内部实现正常的热对流.液晶电视机温

升测试点的选择按照国家标准要求主要考虑如下5个方

面:1)可触及零部件的温升;2)除绕组外提供电气绝缘

901/电deo

视

Engi

技

nee

礞ring2011年第35卷第12期(总第362期)

的零部件;3)用做支架或机械隔板的零部件;4)绕组;

5)不受上述部件限值限制的零部件.

以上要求具体到液晶电视机,在进行温升测试时,

需要进行考核的温度测试点基本包括:1)机壳;2)机外

电源线;3)机内电源线;4)可触及按钮及把手;5)初级

滤波电感器绕组和骨架;6)初级整流桥堆或其下PCB;

7)初级整流电路后滤波电容外壳或其下PCB;8)初级

功率三极管或其下PCB;9)变压器绕组,骨架及铁芯;

10)次级输出整流二极管,整流桥堆或其下PCB;11)次级

输出电路中滤波电容器外壳或其下PCB;12)逆变器变压

器绕组,骨架,铁芯或其下PCB;13)其他有怀疑的地方.

目前在温度测试领域,常见的测试传感方式一般可

分为4种:热电偶法,电阻式温度检测器(ResistanceTern.

DeratureDetectot,RTD),热敏电阻,积体电路式的感测

器.在这4种传感方式里面,以热电偶法最为简便,并且

成本较低.RTD法具有准确度高,稳定度高的特点,其

他2种则由于可测试温度范围有限,成本较高等原因不

适用于电子电器领域的温度测试,故热电偶法广泛应用

于工作状态下的温升测试.对于绕组的测试,由于热电

偶一般不能接触过高电压,并且为了保证测试的精确

性,绕组的温升测试一般采用RTD法.

1.2热电偶法

中国统一设计型热电偶可分为S,B,E,K,R,J,T这7

Standard,testing&el_ClU~ment

——标准,艟潮与仪器1

种标准化热电偶,用于电子电器产品温升测试的主要为

J,T,K型.

1)铁/铜镍(康铜)热电偶(J型).测温范围为一40～

+750oC,具有稳定性好,热电动势高,灵敏度高,价格低

廉等优点,曾被UL标准体系优先推荐.

2)铜腺铜热电偶(T型).测温范围为一200～+350℃,

具有热电性好,热电动势与温度关系近似线性,热电动势

高,灵敏度高,数据重复性高等优点.

3)镍铬腺硅热电偶(K型).测温范围为0～1300℃,

它具有热电动势与温度关系近似线性,热电动势高,适用

于高温测量等优点.

在用于试验室检测时,如图

1所示,热电偶应按照CTL—OP108

《关于热电偶的制备,安装,延伸

和使用的实验室程序》j中推荐做

法制备:图1热电偶制备示意图

1)剥去内绝缘层直至距离顶端约1.5mm处.

2)剥去外绝缘层(如有)直至距离顶端约15mill处.

3)顶端通过点焊连接.

在对液晶电视机的温升测试中,应供给样品额定电

压的0.9倍或1.1倍的电源电压,为样品输入标准的音视

频信号,保证样品为正常额定并且最不利的工作状态.

一

般电源端采用稳压电源供电输出至输人参数监测设

备,再连接至被试样品,与此同时,供以标准信号源,如图

2和图3所示.

图2标准信号源(照片)

图3被试样品在标准信号下的工作状况图(照片)

测试之初,应根据电路图结合被试样品进行线路分

析,预估温度偏高位置并做记录.按照上述条件使样品

工作约4h后,断开其供电电源,迅速拆开外壳,用红外

测温仪进行温度排查,找出温度偏高点,结合线路分析得

出预估测试点,确定温升测试点.

确定温升测试点之后,将温度记录仪的热电偶布置

在相应的测试点处,热电偶的固定方法有绑扎,粘接,喷

射,焊接和锡焊.

1)绑扎.用细线绑扎,主要用于圆形物体的表面温

度测量,比如导线绝缘,需要注意的是,在测量导线绝缘

时,需要切开绝缘层,但不可接触导体,然后将热电偶埋

置于绝缘层中测试.

2)粘接.这种方法是最通用的,根据粘接用胶的性

质可粘接在许多物质表面,适用性很广,一般采用胶水加

催化剂的形式达到快速粘接的目的,这种方法操作快速,

另外,为了保证粘接的牢固性,粘接之前应将热电偶先固

定在位.

3)焊接和锡焊.对于可焊性表面,可采用焊接的方

式,这种方法具有极好的导热性.

4)喷射.热电偶通常布置在测试点表面的微凹处,

以保证测试的准确性,在这种情况下,热电偶的接点可处

于凹陷处,其上喷射金属粉末.

1-3RTD法

除上述可以用热电偶法监测的位置外,还需要对变

压器的绕组温升进行测试,由于变压器绕组在样品工作

时一般属于危险带电零部件,所以不适宜于用热电偶直

接测量.变压器绕组的温升测试一般采用RTD,即电阻

法测量,如图4所示.用焊接法将变压器的绕组引出至

方便测试的位置,在断电状态下测试绕组的电阻R(冷

阻,常温状态下的阻值),(热阻,样品工作至温度恒定

时的阻值).基于电阻的阻值随温度变化而变化的原理,

测试时由于温度恒定,可直接测得,而:由于断电瞬间

绕组温度立即开始下降,导致阻值也开始变化,所以R

的测量一般是用四线法测出,通过线性回归法计算得

出.绕组的温升值应当按下列公式进行计算

△=(234.5K+T1)一(T2一Tx)(1)

n1

△=(225K+T1)一(T2一T1)(2)

n1

式中:式(1)表示对铜导线绕组,式(2)表示对铝导线绕

组.△为温升值,

为试验开始时绕

组的电阻值,:为

试验结束时绕组

的电阻值,为试

验开始时的室温,

为试验结束时的

室温.图4电阻法测试焊接示意图

2011年第35卷第12期(总第362期)”V,Qwltl,91ideii『

lStandard,testing&equipment

I稼准,趋舅与仪器——

2液晶电视机温升测试过程

测试开始后,将变压器绕组通过焊接引线引至方便

测试的位置,测试冷阻昆并做记录.按照确定的温升测

试点进行布置,为减小测试手法对测试结果的影响,应

将热电偶的接点尽量垂直并触及测试面,如图5所示.

图5热电偶布置图

布置完成后,应将样品外壳按照原设计安装,恢复装

配状态.调节供电电源输出电压至额定电压的1.1倍,供

给标准信号,使样品处于正常工作状态下,用温度记录仪

通过热电偶监测温度变化.工作至4h或温度达到稳定

后,断开样品电源,用电桥阻值测试仪测得在断电瞬间之

后的等时间段的多个阻值并做记录,通过线性回归法计

算出断电瞬间的阻值.测试结束后,使样品冷却至室

温,调节供电电源输出电压至额定电压的0.9倍,重复以

上操作.通过温度记录仪获得热电偶法测试的结果,通

过线性回归法计算获得变压器绕组温升测试的结果,图

64图7分别为温度记录仪和电阻法测试结果示例.

温升测试结束后,应根据测得的数据按照国家标准

GB8898--2001要求对相应温度监测点的温升值进行判

定,例如绝缘材料机壳温升限值应为60K,而金属机壳

温升限值应为4OK,从而得出样品温升测试结果是否符

合要求.

3小结

温升测试作为液晶电视机CCC认证检测中的重大

一一

鹾鼬矗一一皋一薄

…_一llll’-0:皂,

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图6温度记录仪曲线图(截图)

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一匿雪墨登玉圈

图7电阻法测试结果图(截图)

项目,是液晶电视机本身安全性能优劣的最大体现.笔

者详细介绍了热电偶法和RTD法测试液晶电视机温升

的方法,希望对广大液晶电视机生产商的设计者有所帮

助,不断优化产品设计,提高产品的安全性能,为消费者

提供更加有力的安全保障.

参考文献:

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责任编辑:孙卓收稿日期:2011—04—15

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