开关电源测试技术规范(比较全面)

1、文件编号版本号TENWEI -XX-XXA0生效日期密级程度2015/08/03秘密开关电源适配器技术规范拟 制:日期：2015/08/03审 核:日期：批 准:日期：修订记录日期修订版本修改描述作者2015/08/03A0首次发行 1. 目的1.1. 为设计工程师提供电源适配器通用设计技术规格要求。1.2. 为设计验证及品质检验提供评判依据。1.3. 为市场人员同客户技术沟通提供参考。1.4. 当客户规格有特殊要求时，以客户要求为准。2. 适用范围规格包含机械、电气、安规、电磁兼容、环境、可靠性、环保等要求。3. 职责3.1. 开发部：负责本技术规范的制定及维护，对文件做出解释。3.2. 市

2、场部：参照此规范同客户进行技术参数沟通。3.3. 测试部：依照此规范进行新产品设计测试验证。3.4. 品质部：依照此规范进行产品的各项性能检验。3.5. 制造部：依照此规范进行产品的制造与检测。4. 名词解释4.1. 电源适配器：把交流电转换成安全电压输出，外置于受电设备的一种电源转换器。4.2. 开关型电源适配器（switching power adaptor）：能提高转换效率、输入电压范围宽、输出电压稳定的开关型能量转换的电源适配器，提供高效率、输出电压高稳定度的电源。4.3. 原边反馈型电源适配器：属于开关型电源适配器中的一种，由变压器的原边绕组反馈作为稳定输出电压，替换光耦等次边反馈电

3、路来作为降低成本的方案，提供高效率、输出电压较稳定的电源。4.4. 线性电源适配器(line power adaptor)：采用工频变压器把交流电变换成安全电压，供给受电设备使用，可以选择交流输出或整流滤波后直流输出。4.5. 空载/满载/半载：无电流输出状态/额定输出电流状态/50%额定输出电流状态，满载也称额定负载4.6. Pno/额定输出功率：Pno(nameplate power output)即铭牌注明的输出功率，也就是额定输出功率。4.7. PWM (pulse width modulation)：脉宽调制4.8. RCC（ring choke converter）：自激4.9.

4、MTBF(mean time between failure)：平均无故障间隔时间4.10. 类设备：设备的防触电保护不仅靠基本绝缘，还包括一种附加的安全措施，即将能触及的可导电部分与设施固定布线的保护（接地）线相连结。对于使用软线或软电缆的设备，软电线或软电缆应具有一根保护（接地）芯线。4.11. II类设备：防电击保护不仅依靠基本绝缘，而且还采取附加安全保护措施的设备，例如采用双重绝缘或加强绝缘的设备，这类设备既不依靠保护接地，也不依靠安装条件的保护措施。4.12. 类设备：设备的防触电保护依靠安全特低电压（SELV）供电，且设备内可能出现的电压不会高于安全特低电压。项目类别0类类类设备主

5、要特征没有保护接地有保护接地有附加绝缘不需要保护接地设计成由安全特低电压供电安全措施使用环境要与地绝缘接地线与固定布线中的保护（接地）线连接双重绝缘或加强绝缘安全特低电压供电5. 区域规定的参考标准5.1. AV类安规要求：（Information Technology Equipment, Safety, General Requirements）5.1.1. IEC60065（国际通用）5.1.2. EN60065(欧洲)5.2. IT类安规要求：（Information Technology Equipment, Safety, General Requirements）5.2.1. U

6、L60950-1 (美国、加拿大) 5.2.2. EN60950-1 (欧洲) 5.2.3. IEC60950-1（国际通用）5.2.4. J60950-1 (日本) 5.2.5. CNS14336 (台湾、澎湖、金门及马祖) 5.2.6. GB4943 (中国) 5.2.7. K60950-1 (韩国)5.3. EMI要求：(Information Technology Equipment Radio disturbance characteristics)5.3.1. FCC Part 15B (美国、加拿大)5.3.2. CISPR 22 5.3.3. EN55022 (欧洲)5.3.4

7、. GB17625 (中国)5.3.5. CNS13438 (台湾、澎湖、金门及马祖)5.3.6. AS/NZS CISPR22（澳大利亚、新西兰)5.4. 环保要求及欧盟指令要求：5.4.1. 2002/95/EC (RoHS Directive) and Exemption directive 5.4.2. 电子信息产品污染共控制管理办法(China RoHS) 5.4.3. 产品物质管理规范5.4.4. 2002/96/EC (WEEE Directive) 5.4.5. EN50419 (WEEE Marking Standard)5.5. MTBF 要求：5.5.1. MIL-HDB

8、K 217F, Reliability Prediction of Electronic Equipment 5.5.2. Bell core SR-332, Issue 1, Reliability Prediction of Electronic Equipment 5.5.3. MIL-STD-781C, Reliability Demonstration of Electronic Equipment5.6. 美国/澳大利亚和新西兰/欧洲效率要求以及空载功率耗散要求5.6.1. USA: US EPA-ENERGY STAR 2.0/California Energy Commissi

9、on (CEC-400-2006-002 Rev.2) 5.6.2. Australia and New Zealand: Minimum Energy Performance Standards (MEPS) AS/NZS 4665.2-2005 5.6.3. Europe: Code Conductor Energy Efficiency of External Power Supplies Draft Version 2 6. 规格要求6.1. 规格描述规范：物料名称，认证，电源类型，输出电压电流，输入插头类型，输出插头规格（内径*外径*长 直角或弯角），适配器型号，电源盒尺寸，备注。如

10、：Power Adapter，CE，Switching，DC12V0.8A，欧洲2PIN，2.1*5.5*9.0mm直角，CPS*，packing box:101*49*92mm，(RoHS)6.2. 测试项目：No. 测试项目Test Items 是否必测1输入电流 Input Current2效率 Efficiency 3功率因数 Power Factor4浪涌电流Inrush Current5空载消耗功No load power consumption(for USA/CEC and AU/MEPS)6平均效测试Average efficiency test:(follow CEC &a

11、mp; Energy Start / MEPS requirement )7起机电压 Start UP8关机电压 Shutdown9电源效应测试 Line Regulation Test10负载效应测试 Load Regulation Test11输出电压调整 Output Voltage Regulation12纹波测试 Ripple & Noise13动态负载测试 Dynamic Load14电压过冲测试 Overshoot / Undershoot Voltage15开机时间 Turn On Time 16开机上升时间Turn on rise time test17关机维持时间

12、Hold up Time18关机延迟时间Turn off delay time test19过压保护 Over Voltage Protection20过流保护 Over Current Protection21过温保护 Over Temperature Protection22短路保护Short Circuit Protection23耐高压测试 HI-POT Test24漏电流测试 Leakage Current25容性负载测试 External Load Capacitance26空载测试 No Load Operation27热应力测试 Thermal Stress Test 28电压

13、应力测试 Voltage Stress Test29电流应力测试Current Stress Test 30机械冲击测试 Shock Test31振动测试 Vibration Test32热飘移测试 Warm-Up Drift Test33开关机测试 On-Off Cycling Test34温湿度存储循环测试 Temperature / Humidity Storage Cycling Test35自由跌落测试 Drop Test36热冲击测试 Thermal Shock Test37电解电容寿命测试Life time test of Electrolytic Capacitor 38平均无

14、故障间隔时间预计MTBF Prediction Report39平均无故障间隔时间验证MTBF Demonstration test Report40耐脉冲杂讯 Fast Transient / Burst41耐雷突波 Lightning Surge Test (PLD) 42耐静电放电 Electrostatic Discharge (ESD)43谐波电流测试 Harmonic Current Test44电磁干扰测试 Electromagnetic Interference Test (EMI)45干热测试（高温测试）46恒冷测试（低温测试）47低温启动48安规认证49关键器件降额测试ke

15、y Component De-rating test50输入异常测试Input abnormal test （L-N反接，I类会有问题）/6.3. 5W以上电源只允许使用PWM开关模式设计电路，不能用RCC模式设计电路6.4. 电源输入要求6.4.1. 输入的电压和频率范围：电源适配器在空载或满载条件下满足所有电压输出指标要求的输入电压值和频率范围。在“选项”打“”。项目地区Adapter type额定输入电压/频率 Rated Input voltage/Freq.设计输入电压/频率范围Input voltage/ Freq. Range选项1美国100240Vac/5060Hz90264V

16、ac/4763Hz2日本100240Vac/5060Hz90264Vac/4763Hz3英国100240Vac/5060Hz90264Vac/4763Hz4欧洲 100240Vac/5060Hz90264Vac/4763Hz5澳洲100240Vac/5060Hz90264Vac/4763Hz6中国100240Vac/5060Hz90300Vac/4763Hz7俄国100240Vac/5060Hz90300Vac/4763Hz8印度100240Vac/5060Hz90300Vac/4763Hz9巴西100240Vac/5060Hz90264Vac/4763Hz6.4.2. 最大输入电流：按功率因

17、数为0.7来计算Imax=2.2Po/（0.7*Vin-min）6.4.3. 输入瞬态电流项目额定输入电压Rated Input voltage输入瞬间电Inrush Current选项1100120Vac30.0A peak (max)2220-240Vac60.0A peak (max)6.4.4. 绝缘耐压Hi-Pot：遵循安规要求项目Item地区region输入电压强度/电流/持续时间 Hi-Pot Level.测试电路 Circuit选项1All3KVac/10mA/1min初级对次级primary to secondary6.4.5. 漏电流：遵循安规要求，输入额定电压和频率下，I

18、I类设备的最大安全漏电流为0.25mA，I类设备的最大安全漏电流为3.5mA6.4.6. 绝缘电阻：初级对次级primary to secondary施加500Vdc一分钟，测得绝缘电阻不小于50M6.4.7. 击浪涌：参考10.2 EMC要求6.5. 输出要求6.5.1. 输出电压容差：额定输入、满载条件下输出电压与额定输出电压相比。6.5.2. 输出电压范围：设计输入电压和频率范围内，包括空载、半载和满载条件下的输出电压与额定输出电压相比。6.5.3. 输入调整率：输入额定频率和设计输入电压范围内，满足输出额定电流时的最大输出电压减去最小输出电压，除以额定输入时满足输出额定电流的输出电压。

19、 （Iout=Irated）6.5.4. 频率调整率：输入额定电压和设计输入频率范围内，满足输出额定电流时的最大输出电压减去最小输出电压，除以额定输入时满足输出额定电流的输出电压。6.5.5. 负载调整率：额定输入条件下，负载由空载调节至满载，其最大输出电压减去最小输出电压，除以额定输入时满足输出额定电流的输出电压。6.5.6. 纹波噪声：对开关频率纹波和噪声电压峰峰值的限幅要求。测试条件：正常环境温度下、满负载（要求电阻负载，非电子负载）；DC输出端并联0.1uF陶瓷电容，10uF铝电解电容，示波器设置在带宽20MHz对电源输出进行测试。6.5.7. 开机延迟时间：额定输入和输出条件下，从开

20、机到上升至稳定输出电压90%的时间6.5.8. 关机延迟时间：额定输入和输出条件下，从关机到下降至稳定输出电压10%的时间6.5.9. 开机上升时间：额定输入和输出条件下，开机输出上升至稳定电压10%90%之间的时间6.5.10. 关机维持时间：额定输入和输出条件下，关机到下降至稳定输出电压90%的时间6.5.11. 容性负载：常温环境下、在设计输入电压/频率范围内、满负载并联大电容条件下能正常启动。6.5.12. 除纹波噪声、容性负载用电阻负载测试外，其它输出要求测试项目用电子负载测试，规格要求如下表输出电压容差输出电压范围输入调整率负载调整率频率调整率纹波噪声Vpp开机延迟时间关机延迟时间

21、开机上升时间关机维持时间容性负载±5%±5%±5%±5%±5%1%Vrated3S10mS/2000uF7. 保护要求7.1. 输出短保护：输出电路用50m短路线持续短路2小时以上，不能导致电源适配器任何损坏，且壳温不超过相关安全标准中的限值要求，短路排除后能自动恢复正常工作。7.2. 输出过流保护：输出电流超过额定输出电流时，具有关闭电流输出的保护功能，当输出电流恢复正常后能自动恢复正常工作，过流保护点为额定电流的180%220%，过流保护与容性负载要求有冲突时，应该先满足容性负载要求，但是出现过流也不会导致电源适配器任何损坏，且壳温不超过相

22、关安全标准中的限值要求。7.3. 整机过热保护：任何输入、输出、环境异常导致电源适配器过热，在可能损坏电源适配器前关闭输出或切断输入进行保护，不允许出现输出过压、爆炸等灾难发生，异常消除后可以恢复正常工作或无输出、无过热现象。7.4. 输出过压保护：当输出电压超过允许的电压范围时，应该关闭输出，故障排除后自动恢复。7.5. 输入过压保护：当输入电压超过允许的电压范围时，应该切断输入，避免损坏电源适配器或出现爆炸等灾难，故障排除后可自动恢复或无输出、无过热现象。7.6. 填写规格要求或打“”表示要求，“”表示不要求。输出短保护输出过流保护 Irated整机过热保护输出过压保护Vo-rated输入

23、过压保护Vin-max180%220%/120%130%105%110%8. 能耗效率要求8.1. 空载功率耗散：额定输入条件下无负载时的整机功率耗散。8.2. 平均效率要求：额定输入条件下输出电流为额定电流的25%,50%,75%,100%时分别测得其整机效率，取算术平均值为其平均效率。根据能源之星、CEC & MEPS关于空载功率耗散以及平均效率要求，电源适配器满足以下打“”选择的要求。注：低电压模式指电源适配的额定输出电压低于6V，且额定输出电流大于或等于550mA。标准模式指电源适配的额定输出电压高于6V。模式效率标识等级标称输出功率(Pno)(nameplate power

24、output)空载耗散功率标称输出功率(Pno) 平均效率选择标准模式V0 10 W0.3 W0 1W0.480 * Pno + 0.140 1 49 W0.0626 * ln(Pno)+0.62210 250W49 250 W 0.870 IV0 250W0.5 W0 <1W0.5*Pno1 51 W0.09*ln(Pno)+0.5>51 250 W 0.85低电压模式V0 10 W0.3 W0 1W0.497 * Pno + 0.067 1 49 W0.0750*ln(Pno)+0.561 10250W49 250 W 0.860 9. 环境试验电源适配器须进行以下环境试验测试

25、项目适配器类型测试项目参考标准试验方式判据选择1通用跌落测试IEC 60068-2-32 100cm高度，自由跌落于20mm厚的木板上。外观允许有磨损但不能有裂痕，输入插头不能松动、歪斜，各项功能正常。2通用振动测试IEC 60068-2-34 频率10 300Hz外观不允许有裂痕，输入插头不能松动、歪斜，测试后各项功能正常摇摆2小时每个角度（X，Y，Z）加速度2G移位0.4mm3通用恒冷测试IEC 60068-2-1 遵循标准遵循标准4通用干热测试IEC 60068-2-2 遵循标准遵循标准5通用温度循环测试IEC 60068-2-14 遵循标准遵循标准6通用热冲击测试IEC 60068-2

26、-14 遵循标准遵循标准7通用恒定湿热测试IEC 60068-2-78 遵循标准遵循标准8通用存储测试IEC 60068-2-48 遵循标准遵循标准9通用低温启动共进遵循标准遵循标准10. 安规及EMC要求10.1. 安规EMC认证要求： 参考使用地区最新版本的安规标准要求，适配器生产厂家须提供安全报告及证书，证明其满足要求。适配器的认证标识要求如下（打“”选择）：适应范围安全/WEEE标准安全认证要求参考标识选择美国、加拿大UL/CSA60950-1FCC Part15subpartBUL、cUL日本J60950-1 PSE 台湾CNS14336BSMI 巴西 UL/CSA60950-1 f

27、or Class II level cUL 英国EN60950-1 (CE) EN50419 (WEEE) CE TUV (EN60950-1) 欧洲EN60950-1 (CE/GS/B Mark) IEC 60950-1 EN50419(WEEE) CE /GS Mark. B Mark /PSB 澳洲IEC60950-1 (CB) ANS/NS60950-1 CE /C-tick/CB 中国IEC-60950-1 (CB) GB4943/9254(CCC) SJ/T11364-2006 CCC Mark/CB 10 years logo (China Rosh) 韩国IEC-60950-1

28、 (CB) EK Mark/CB 10.2. EMC要求：要求与受电设备整机测试，实验室测试出具检验报告。EMC标准适配器类型EMI/EMS参考标准EMI分类等级选择所有类型FCC Part 15、CISPR22/24、EN55022/24Class A所有类型FCC Part 15、CISPR22/24、EN55022/24Class BEMC测试项目及要求序号测试项目标准测试频段检波限值备注选择1RE辐射发射（AC电源端口）CE/ CCC30MHZ230MHZQP40dBµV/m（3米法测试）/30 dBµV/m（10米法测试）是否配合客户系统测试，要求满足标准余量至少

29、6dB230MHZ1GHZQP47dBµV/m（3米法测试）/37 dBµV/m（10米法测试）是否配合客户系统测试，要求满足标准余量至少6dBFCC30MHZ88MHZQP40dBµV/m（3米法测试）/30 dBµV/m（10米法测试）需是否配合客户系统测试，要求满足标准余量至少6dB88MHZ216MHZQP43.5dBµV/m（3米法测试）/33.5 dBµV/m（10米法测试）是否配合客户系统测试，要求满足标准余量至少6dB216MHZ960MHZQP46 dBµV/m（3米法测试）/36 dBµV/m（

30、10米法测试）是否配合客户系统测试，要求满足标准余量至少6dB960MHZQP49.5dBµV/m（3米法测试）/39.5 dBµV/m（10米法测试）是否配合客户系统测试，要求满足标准余量至少6dB3CE传导发射（AC电源端口）CE/ CCC/ FCC150k500kQP6656 dBµV是否配合客户系统测试，要求满足标准余量至少6dBAV5646 dBµVCE/ CCC/ FCC500k5MQP56 dBµVAV46 dBµVCE/ CCC/ FCC5M30MQP60 dBµVAV50 dBµVCE传导发射（信

31、号端口）CE/ CCC150k500kQP8474 dBµVAV7464 dBµVCE/ CCC500k30MQP74 dBµVAV64 dBµV4雷击浪涌（AC电源端口）:电源适配器应当满足IEC61000-4-5或ITU K.21标准要求。适配器类型测试波形(us)耦合阻抗测试电平判据通用1.2/50（8/20） ITU K.21 YD/T993-2006差模：2 欧姆线线：±2.5kVB共模：2 欧姆线地：±2.5kVB差模：2 欧姆线线：±6kVB共模：2 欧姆线地：±6kVB通用1.2/50（8/20）I

32、EC61000-4-5差模：2 欧姆线线：±1kVB共模：12 欧姆线地：±2kVB差模：2 欧姆线线：±2kVC共模：12 欧姆线地：±4kVC5ESD静电放电（AC电源端口）：遵循EN 61000-4-2以及巴西Anatel标准要求适配器类型空气放电接触放电判据通用± 8 KV± 4 KVB巴西± 8 KV± 6KVB6DIP电压跌落与暂降（AC电源端口）：适配器类型试验限值试验方式判据通用>95%，10ms是否配合客户系统测试，满足相关要求B>95%，5000ms30%，500ms7EFT电快速脉

33、冲（AC电源端口）：适配器类型试验限值试验方式判据通用1KV是否配合客户系统测试，满足相关要求，加强：配合客户系统测试，无CRC错误B2KVB8CS射频场传导抗扰度（AC电源端口）：适配器类型试验限值试验方式判据通用3V/M是否配合客户系统测试，满足相关要求，加强：配合客户系统测试，无CRC错误B3V/MB+加强通用性能判据A性能不允许变化；如果性能会发生变化，则变化的范围在产品规格书规定的范围内B设备在测试过程中，性能降低允许在产品规格书要求范围内，干扰消除后，设备能恢复正常，不允许出现复位和任何方式的人工干预。比如：不允许测试过程中出现链路中断等现象C在测试过程中，设备允许出现业务中断，测

34、试完毕后允许自行恢复或者人工干预恢复（包括硬件上干预）；测试中只允许初级防护器件损坏，并且更换损坏的初级防护器件后，设备能恢复正常R在测试过程中，设备允许出现业务中断，测试完毕后允许自行恢复或者人工干预恢复（包括硬件上干预）；测试中只允许初级防护器件损坏，并且更换损坏的初级防护器件后，设备能恢复正常ITUA设备不能出现损坏或者其它故障（比如软件损伤，防护设施误操作）。测试后设备工作正常，测试中不要求设备正常工作ITUB设备测试过程中和测试结束后不允许碎裂、着火、以及导致其他安全问题11. 可靠性要求11.1. MTBF平均无故障间隔时间预计：（25满载工作条件下）11.1.1. 根据MIL-H

35、DBK-217F计算得到的平均无故障时间最小为100K小时；11.1.2. 根据SR-332, Issue1计算得到的平均无故障时间最小为300K小时；11.1.3. 根据MIL-STD-781C计算得到的平均无故障时间最小为30K小时；11.2. MTBF平均无故障间隔时间验证：11.2.1. 测试条件：样品个数至少50个，测试时间至少30天，环境温度至少45，满载。11.3. 关键器件降额：实际工作温度、电压、电流不能超过器件规格的额定值乘以降额因子 1. DIODE:（肖特基正常工作的应力为下表，异常工作电压应力不超100%）额定电压(最大值)额定电流(平均值)额定规格40操作环境允许值

36、萧特基90%50%15012090%50%125110二极管80%50%150120桥堆80%50%1501252、MOS及三极管：（MOS正常工作的应力为下表，异常工作电压应力不超100%）额定电压(最大值)额定电流(平均值)额定规格40操作环境允许值MOS及功率三极管90%50%150120SCR/431/小信号晶体管80%-10590光耦80%-100100IC-1501203、磁性元件（变压器、共模电感）：40操作环境允许值CORE-130110COIL-13011011.3.1. 电解电容应用要点& 寿命公式；11.3.1.1. 要求使用标称温度为105的电解电容。11.3.

37、1.2. 要求使用以下厂家的电容：（无指定，建议NIPPON CHEMI CON, NICHICON, RUBYCON, TOSHIN, PANASONIC, TAICON, L-TEC, JAMICON，CAPXON，SAMXON，JFD，CHANG）11.3.1.3. 电解电容寿命计算公式： （适配器电解电容寿命至少为13.14K小时，LED与工业电源电解电容寿命至少为43.8K小时）其中，寿命公式也可以直接写为：Lo：基本寿命，To：最大额定工作温度，Io：最大额定纹波电流，To：最大额定纹波电流时的温升，Tx：实际工作环境温度，Ix：实际工作纹波电流，Tx：纹波电流导致的温升 备注：电

38、解电容厂商有提供计算公式的，以厂商提供公式为准。11.4. 温升要求：。设计输入电压/频率范围内，带外壳电源适配器满载稳定工作4小时后，测量各器件表面温度，由壳温换算到结温后，要求结温满足各器件的结温降额要求。对于外壳的温升，不能超过25°C编号测试点温升1 开关管给出实际测试值2初级电感给出实际测试值3初级电解电容给出实际测试值4变压器给出实际测试值5 IC给出实际测试值6 输出二极管给出实际测试值7 次级电解电容给出实际测试值8 PCB给出实际测试值9外壳给出实际测试值12. 工作及贮存环境要求12.1. 工作温度： 045 12.2. 贮存温度：-407012.3. 工作湿度：

39、10%90% RH (无凝露)12.4. 贮存湿度：5%95% RH(无凝露)13. 结构要求13.1. 外形尺寸：额定壳体尺寸，重量不做要求。13.2. 外表颜色：适配器外壳由塑料树脂成型，颜色为黑色；包装盒颜色为白色。13.3. 噪音：正常输入电压和最大负载条件下，在离适配器前、后、左、右5厘米处不能有任何人耳可听到的噪声。13.4. DC输出插头连接器以及电缆定义，如下图所示：上图标注尺寸（单位：mm）标记最小值标称值最大值备注选择A203040B708090C203040D30E8.59.09.5F10.0H3.33.53.7000/G150015301560180018301860/

40、DC输出插头、电缆要求项目内容规格选择1电缆长度1500mm±301800mm±30/2线材规格22AWG，黑色插头尺寸外径×内径×长度为：5.5mm±0.1*2.1mm±0.1*9.5mm±0.5外径×内径×长度为：3.8mm±0.1*1.35mm±0.1*9.5mm±0.5/输出插头极性内芯为正极，外管为负极输出插头方向拐角型（L型）/直线型（I型）触点镀层镀镍，厚度>100mil静电防护根部半胶长度为3.5±0.2mm电缆拉力拉力施加于电源适配器的壳体与DC