开关电源白盒测试规范.

1、MOSO开关电源白盒测试规范文件编号WI-RL-002文件版本A/ 1制定部门可靠性实验室实验室管理体系二级文件制定日期2010-5-27页码第1 /8页目录1目的22适用范围23仪器设备24测试项目、测试目的、测试方法、判定标准 24.1 名词定义24.2辅助电源测试24.2.1 辅助电源输出电压范围 24.2.2 输入电压范围24.2.3 关键点波形24.2.4 输出电压纹波噪声34.3驱动电路测试34.3.1 驱动电压34.3.2 驱动电压波形 34.3.3 瞬态下驱动电压波形 34.3.3 测试记录表44.4功率器件应力测试44.4.1 电压降额44.4.2 测试记录表54.4.2 结

2、温降额54.4.3 电流降额54.5驱动用三极管、启动电路三极管电压应力测试 64.6保护电路测试64.7磁性元件测试64.7.1 电流波形64.7.2 温度降额74.8反馈环测试74.9 PWM控制芯片及外围电路 74.10均流电路74.11输入输出电容应力及温升测试 84.11.1 电容电压应力 84.11.2 电容电流应力 84.11.3 电容温升测试 85相关文件8修订次修订内容修订日期制定审核核准A/0初次发布2010-5-13陈超A/1更新优化2011-5-17MOSO开关电源白盒测试规范文件编号WI-RL-002文件版本A/ 1制定部门可靠性实验室实验室管理体系二级文件制定日期2

3、010-5-27页码第2 /8页1目的为规范产品验证过程中白盒测试的测试项目、测试方法、判定标准等，特制定本文件。2适用范围本文件适用于产品验证阶段的开关电源样机的白盒测试。3仪器设备测试所需的设备均须为校验合格的设备，其精度必须高于测试所要求的精度至少一位。4测试项目、测试目的、测试方法、判定标准4.1名词定义以下为在此规范中用到的名词：Vinmin : 最小输入电压Vinn om：额定输入电压（额定输入电压可能有多个，若有多个额定电压时则每个额定电压均需进行测试。）Vi nmax: 最大输入电压Iomin : 最小输出电流Ion om： 额定输出电流4.2辅助电源测试4.2.1辅助源输出电

4、压范围测试目的：测试辅助电源在整机各种工作状态下的输出电压范围，以确保辅助电源输出电压能够满足各个电路电源 的要求。测试方法：1. 输入电压分别为 Vinmin,Vinnom, Vinmax ，输出负载分别为Iomin. Ionom 和输出限流点以及输出深度限流。2. 在以上各种工作状态下，分别测试辅助电源的电压。判别标准：整机在各种工作条件下，若电源的辅助电源为有源辅助电源，则辅助电源的输出电压变化率应小于5%若为无源辅助电源，则其输出电压应满足保护电路及PWM芯片对电源电压的要求。4.2.2输入电压范围测试目的测试辅助电源正常工作的输入电压范围。测试方法在前面的辅助电源输出电压范围测试中，

5、将输出电压变化率最大的一路（对两组或多组辅助电源而言）输出作为监测点；在负载为Iomin, Ionom 时调节输入电压，测试该路辅助电源输出电压。输入电压调节范围要超出输入 欠压和过压保护点。判别标准在电源输入电压变化范围内，其辅助电源的输出变化不应超过土10%如产品技术标准中对此有明确的规定，以产品技术标准的指标为准。4.2.3关键点波形测试目的：测试各路辅助源电路的关键点在启动时的电压波形.。测试方法：1）对于有源辅助电源：分别在输入欠压恢复点启动时测试辅助源输出电压波形、PWM控制芯片Isense端及开关管驱动端波形，监测是否出现输出电压过冲、开关管过流、及开关管驱动端波形异常等情况。2

6、）对于无源辅助电源：MOSO开关电源白盒测试规范文件编号WI-RL-002文件版本A/ 1制定部门可靠性实验室实验室管理体系二级文件制定日期2010-5-27页码第3 /8页在欠压恢复点启动时测试辅助源输出电压波形、以及启动时辅助电源电路和正常工作时辅助电源电路切换时的 输出电压波形。判别标准：上述各条件下辅助电源电路各关键点的电压波形不应出现异常。424输出电压纹波噪声 测试目的：测试辅助电源电路各路输出的纹波噪声电压。测试方法：1）对于有源辅助电源，输出额定线性负载情况下，分别在输入电压为最大、最小及额定情况下，用测试电压纹波噪声的方法测试辅助源输出的纹波噪音，其纹波噪声峰-峰值应小于1%

7、辅助源输出电压。2）对于无源辅助电源，输出额定线性负载情况下，分别在输入电压为最大、最小及额定情况下，用测试电压纹波噪声的方法测试辅助源输出的纹波噪音，其纹波噪声峰-峰值应小于10%辅助源输出电压。判别标准：上述各条件下辅助电源各路输出电压的纹波噪音应满足要求。4.3驱动电路测试4.3.1 驱动电压测试目的：MOSFET勺驱动方式为电压驱动，但太高或太低的驱动电压都不能使MOSFET正常工作。所以要测试在各种工作条件下MOSFET勺驱动电压大小是否符合要求。测试方法：用示波器分别测试在lomin、lonom、限流状态、输出短路、空载开关机、满载开关机、短路开关机及 输入电压为Vinmin、Vi

8、nnom、Vinmax条件下的驱动电压。判别标准：驱动电压应满足开关管的降额要求。4.3.2驱动电压波形 测试目的： 测试在各种工作条件下驱动电压波形是否正常。测试方法：测试MOSFET在空载、轻载、半载、满载、限流状态及输入电压为Vinmin、Vinnom、Vinmax条件下的驱动波形，波形的上升和下降沿应平滑，开通中不应有下跌，关断后不会出现尖冲，死区时间满足设计要求。对比PWM芯片输出波形和驱动波形，确认驱动波形和PWM输出波形一致。判别标准：上述各条件下各驱动电压波形应满足要求。4.3.3瞬态下驱动电压波形 测试目的：测试在各种瞬态工作条件下驱动电压及波形是否正常。测试方法：在瞬态条件

9、下，如输出突加满载，突减满载，由限流态到稳压态的转换，从稳压到限流态的转换，输出 短路，各种情况下开关机，输出短路放开的情况下驱动应正常。由保护到恢复的过程中驱动应正常。波形的上升和下降沿应平滑，开通中不应有下跌，关断后不会出现尖冲，死区时间满足设计要求，驱动波形不应 出现振荡等现象。在Vinmin、Vinnom、Vinmax重复上述测试。判别标准：上述各瞬态条件下，各驱动电路驱动电压波形应正常并能满足电压降额要求。4.3.3测试记录表MOSO开关电源白盒测试规范文件编号WI-RL-002文件版本A/ 1制定部门可靠性实验室实验室管理体系二级文件制定日期2010-5-27页码第4/8页f输入电

10、压（V） 负载条件J、.Vin mi n.Vin nom.Vin max.降额 （%空载、稳态（V）满载、稳态（V）限流、稳态（V）输出短路、稳态（V）空载开关机（V）满载开关机（V）短路开关机（V）4.4功率器件应力测试441电压降额测试目的：测试功率器件在其最大工作电压情况下是否满足降额条件。测试方法：分别在下列条件测试 MOSFE（包括主开关管、辅助电源开关管、有源钳位开关管、同步整流管）的Vds、Vgs电压波形，及整流、续流二极管两端电压波形，确定最高电压。最高电压可能出现在以下一些条件下：1）最大、最小电压输入时2）空载、最大负载条件下3）从稳压到限流转换或从限流到稳压态的转换4）从

11、空载突加负载到满载或从满载突卸负载到空载5）输出由空载到短路或由短路放开到空载6）输入最大、最小电压（或 0V）之间的跌落，输出由空载到满载的动态负载。7）其它情况判别标准：各功率器件应满足相应电压降额要求。4.4.2测试记录表a-丄爲降额 （%z( 态 稳z( 态 稳MOSO开关电源白盒测试规范文件编号WI-RL-002文件版本A/ 1制定部门可靠性实验室实验室管理体系二级文件制定日期2010-5-27页码第5 /8页限流、稳态（V）输出短路、稳态（V）空载开关机（V）满载开关机（V）短路开关机（V）442结温降额测试目的：测试功率器件最大工作结温，判断是否满足结温降额条件。测试方法：测试最

12、高环境温度下器件的壳温是最直接的判据；作为替代方式可以测试常温下的温升T,则器件的最咼温升为：Tease max=Te nvmax+ TTjmax=Tcasemax +P x RthTease max: 最高壳温；Ten vmax:最高环境温度Tjmax:最高结温；P:器件的功耗Rth :从结到壳的热阻器件最高温升发生在器件的最大功耗时，对于硬开关电路，一般发生在最高电压或最大电流处；对于软开关电路则可能发生在出现软开关条件的最大电流处，实际测试中要针对具体电路进行分析。判别标准：各功率器件应满足相应结温降额要求。测试结果的判定见WI-QA-40.4.4.3电流降额测试目的：测试功率器件在其工

13、作电压范围内电流应力是否满足降额条件。测试方法：分别在下列条件下测试功率器件（包括主开关管、辅助电源开关管、有源钳位开关管、同步整流管）Ids电流波形、及整流、续流二极管的电流波形。以下测试条件可能出现最大电流：1）Vinmin、Vinnom、Vinmax2）满载稳态3）限流稳态4）短路稳态5）其它情况判别标准：各功率器件应满足相应电流降额要求。4.5驱动用三极管、启动电路三极管电压应力测试测试目的：测试各三极管在其最大工作电压情况下是否满足降额条件。测试方法：MOSO开关电源白盒测试规范文件编号WI-RL-002文件版本A/ 1制定部门可靠性实验室实验室管理体系二级文件制定日期2010-5-

14、27页码第6 /8页分别在下列条件测试各三极管 Vce电压波形，确定其最大电压：1）最高电压输入时2）最大负载条件下3）从稳压到限流转换或从限流到稳压态的转换4）从空载突加负载到满载或从满载突卸负载到空载5）输出由空载到短路或由短路放开到空载6）输入最大、最小电压（或 0V）之间的跌落，输出由空载到满载的动态负载。7）其它情况判别标准：各三极管应满足相应电压降额要求4.6保护电路测试测试目的：测试保护电路的回差及逻辑转换过程是否有振荡，保护点的离散性，各器件的应力。测试方法：1）分别测试输入过欠压到恢复、输出过压到恢复、输出限流到正常态保护电路输出波形，记录保护电路 输出是否有振荡。2）分别测

15、试VinminVinmax、0lonom、输出限流状态比较基准的波形，记录比较基准是否稳定。3）测试稳态及瞬态（输入过欠压到恢复、输出过压到恢复、输出限流到正常态）下各器件的应力。判别标准：保护电路转换过程中不应有振荡，回差应足够。比较基准应稳定。器件的应力应符合有关降额规定。4.7磁性元件测试4.7.1电流波形测试目的：测试磁性器件（变压器，电感）在其最大工作电流条件下的电流波形，判定其是否饱和。测试方法：分别在下列条件下测试磁性元件（变压器，电感）电流波形 ，确定最大电流和最大峰值电流 ，最大的 电流可能出现在以下一些条件下：1）最低电压输入，最大功率输出时。2）最大负载条件下。3）从稳压

16、到限流转换或从限流到稳压态的转换。4）从空载突加负载到满载或从满载突卸负载到空载。5）输出由空载到短路或由短路放开到空载。6）输入最大、最小电压（或 0V）之间的跌落，输出由空载到满载的动态负载。7）其它情况。判别标准：各磁性元件不应出现饱和现象。4.7.2温度降额测试目的：测试磁性元件（变压器，电感）在最高环境温度最大工作电流情况下温度是否满足要求。测试方法：测试各磁性元件最高环境温度下最大电流（铜损最大）条件下的温度。测量磁芯最不易散热的地方及绕组厚度的内1/3处的温度，取其中最大值作为最高温度的测量结果。如果上述测量难以实现，也可测量线包表面温度，根据不同的冷却方式进行修正：1）风冷条件

17、下，最高温度 =表面温度+20C；2）自然冷却下，最高温度 =表面温度+10C；判别标准：MOSO开关电源白盒测试规范文件编号WI-RL-002文件版本A/ 1制定部门可靠性实验室实验室管理体系二级文件制定日期2010-5-27页码第7 /8页高温工作环境下不应出现饱和现象，最高温度及最恶劣工作状态下（最低输入电压，最大负载）磁性元 件及线包上的最高温度应低于 110 C。4.8反馈环测试 测试目的： 测试环路稳定性及瞬态性能指标，以判定其设计的合理性。测试方法：每种主电路拓扑都有其典型的反馈校正网络结构，合适的校正网络不但可以得到稳定的静态性能，而且可以获得良好的动态特性 ，通过测试和调整可

18、以获得满意的校正网络。用示波器测试主开关管 DS电压波形，可以判断环路的稳定性。 开关电源的瞬态性能测试：输出负载分别为lomin、Ionom时，使输入电压在 Vinmin、Vinmax之间跳变，测试输出电压响应的过冲 及恢复时间。输入电压分别为Vimin、Vinom、Vimax时，测试开关电源动态负载响应过冲及恢复时间。判别标准：主开关管DS电压波形应稳定，瞬态性能指标应满足相关技术标准。4.9 PWM控制芯片及外围电路 测试目的： 通过分析、测试PWM控制芯片及外围电路，判断设计是否合理。测试方法：测试软启动控制端电压波形开机后是否是逐渐上升的，关机后电容电荷是否及时放掉。关机重新开机后

19、启动控制端电压波形。分析软启动控制电路是否合理，计算并测试所用的半导体器件正常工作时工作点是否 适中，瞬态时的最大电压电流波形。分析斜坡补偿电路是否合理，计算并测试所用的半导体器件正常工作时工作点是否适中，瞬态时的最大 电压电流波形，补偿量是否合适。测试斜坡补偿波形是否正确。分析振荡电路电阻电容的选择是否合适，同时要考虑到PWM芯片的驱动能力。测试振荡频率是否稳定。分析测试PWM芯片输出驱动电流，要满足相关的降额标准。判别标准：测试结果应符合上述要求。4.10均流电路测试目的：分析均流电路设计的合理性，测试均流性能指标是否满足要求。测试方法：分析均流总线在工作中有无高压出现，在启动、掉电、热插拔等情况下均流端的电压情况；另外还应关 注均流总线是否外露，若是，则应采用防静电措施。均流性能测试：1） 分别在额定输出时调整两电源输出电压，使其相差0.3V，均流精度应优于5%2）并机时改变负载，在进入限流状态、深度限流、以及限流放开时输出电压不应出现振荡现象（电压 波动应小于2V）;3）并机时反复同时、不同时分别开关机，测试在空载、额定负载、轻度限流、以及深度限流状