开关电源的测试项目以及方法

1、开关电源的测试项目以及方法开关电源的设计、制造及品质管理等测试需要精密的电子仪器设备来模拟电源供应器实际工作时之各项特性 (亦即为各项规格 ) ，并验证能否通过。开关电源有许多不同的组成结构(单输出、多输出、及正负极性等 )和输出电压、电流、功率之组合，因此需要具弹性多样化的测试仪器才能符合众多不同规格之需求。电气性能 (ElectricalSpecifications) 测试当验证电源供应器的品质时，下列为一般的功能性测试项目，详细说明如下：* 功能 (Functions) 测试：输出电压调整(Hold-o nV oltageAdjust)电源调整率(Line Regulation)负载调整

2、率(LoadRegulation)综合调整率(Conmine Regulation )输出涟波及杂讯(OutputRipple&N oise,RARD)输入功率及效率(In putPower,Efficie ncy)动态负载或暂态负载(DynamicorTransientResponse)电源良好/失效(PowerGood/Fail)时间-起动Set-Up)及保持(Hold-Up)时间* 保护动作 (Protections) 测试：过电压保护(O VP,OverVoltageProtectio n)短路保护(Short)过电流保护(OCP,OverCurre ntProtectio n)过功率

3、保护(OPP,OverPowerProtectio n)*安全 (Safety) 规格测试：输入电流、漏电电流等耐压绝缘电源输入对地，电源输出对地；电路板线路须有安全间距。温度抗燃：零组件需具备抗燃之安全规格，工作温度须於安全规格内。机壳接地：需於0.1欧姆以下，以避免漏电触电之危险。变压输出特性：开路、短路及最大伏安(VA)输出异常测试：散热风扇停转、电压选择开关设定错误*电磁兼容 (ElectromagneticCompliance) 测试：电源供应器需符合 CISPR22 、 CLASSB 之传导与幅射的 4dB 馀裕度， 电源供应器需在以下三种负载状 况下测试：每个输出为空载、每个输出

4、为 50% 负载、每个输出为 100% 负载。传导干扰/免疫：经由电源线之传导性干扰/免疫幅射干扰/免疫：经由磁场之幅射性干扰/免疫* 可靠性 （Reliability） 测试：老化寿命测试：高温 （约 50-60 度）及长时间 （约 8-24 小时 ）满载测试。*其他测试： ESDEIectrostaticDischarge静电放电（人或物体经由直接接触或间隔放电引起）在2-15KV 之ESD脉波下，待测物之每个表面区域应执行连续 20 次的静电放电测试， 电源供应器之输出需继续工作而不会产生突波（Glitch）或中断 （Interrupt） ，直接 ESD 接触时不应造成过激 （Overs

5、hoot） 或欠激 （Undershoot） 之超过稳压范围 的状况、及过电压保护（OVP）、过电流保护（OCP）等。另外，於 ESD放电电压在高达 25KV下，应不致造 成元件故障 （Failure） 。 EFTEl：ectricalFastTransientorburst一串切换杂讯经由电源线或 I/O 线路之传导性干扰 （由供电或建筑物内引起 ）。 Surge ：经由电源线之高能量暂态杂讯干扰 （电灯之闪动引起 ）。 VD/I D：ipsandInterrupts电源电压下降或中断 （电力分配系统之故障或失误所引起， 例如供电过载或 空气开关跳动所引起 ）Inrush: 开机输入冲击电流

6、，开关电源对供电系统的影响。开关电源测试规范电源指标的概念、定义一描述输入电压影响输出电压的几个指标形式。1绝对稳压系数。A .绝对稳压系数：表示负载不变时，稳压电源输出直流变化量与输入电网变化量之比。既：K= U0/ Ui 。B.相对稳压系数：表示负载不变时，稳压器输出直流电压Uo的相对变化量与输出电网Ui的相对变化量厶之比。急：S= Uo/Uo/ Ui/Ui2. 电网调整率。它表示输入电网电压由额定值变化 +-10% 时，稳压电源输出电压的相对变化量， 有时也以绝对值表示。3. 电压稳定度。负载电流保持为额定范围内的任何值，输入电压在规定的范围内变化所引起的输出电压相对变化厶Uo （百分值

7、），称为稳压器的电压稳定度。二.负载对输出电压影响的几种指标形式。1.负载调整率（也称电流调整率）。在额定电网电压下，负载电流从零变化到最大时，输出电压的最大相对变化量，常用百分数表示，有时也用绝对变化量表示。2输出电阻（也称等效内阻或内阻）。在额定电网电压下，由于负载电流变化引起输出电压变化Uo，则输出电阻为Ro=| Uo/ IL| 欧。三纹波电压的几个指标形式。所谓纹波电压，是指输出电压中 50 赫或 100 赫的交流分量，通常用有效值或峰值表示。经过稳压作 用，可以使整流滤波后的纹波电压大大降低，降低的倍数反比于稳压系数S。问题：如何测量电源纹波？回答：可以先用示波器将整个波形捕获，然后

8、将关心的纹波部分放大来观察和测量（自动测量或光标测量均可），同时还要利用示波器的FFT 功能从频域进行分析。1最大纹波电压。在额定输出电压和负载电流下，输出电压的纹波（包括噪声）的绝对值的大小，通常以峰峰值或有效 值表示。2纹波系数 Y（ %）。在额定负载电流下，输出纹波电压的有效值 Urms 与输出直流电压 Uo 之比，既 y=Umrs/Uox100%3纹波电压抑制比。在规定的纹波频率 （例如 50HZ ）下，输出电压中的纹波电压 Ui 与输出电压中的纹波电压 Uo 之比， 即：纹波电压抑制比=Ui/Uo这里声明一下：噪声不同于纹波。 纹波是出现在输出端子间的一种与输入频率和开关频率同步的成

9、分，用峰-峰(peaktopeak )值表示，一般在输出电压的 0.5%以下；噪声是出现在输出端子间的纹波以外的 一种高频成分，也用峰-峰(peaktopeak )值表示，一般在输出电压的1%左右。纹波噪声是二者的合成,用峰-峰(peaktopeak )值表示，一般在输出电压的 2%以下。一.耐电压：(开关电源测试方法(HI.POT,ELECTRICSTRENGTH,DIELECTRICVOLTAGEWITHSTAND ) KV1.1定义:于指定的端子间 例如:I/P-O/P,I/P-FG,O/P-FG间可耐交流之有效值，漏电流一般可容许10毫安，时间1分钟。1.2测试条件：Ta: 25摄氏度

10、；RH :室内湿度。1.3说明：1 . 3. 1耐压测试主要为防止电气破坏，经由输入串入之高压，影响使用者安全。1 . 3 . 2测试时电压必须由0V开始调升，并于1分钟内调至最高点。1 . 3 . 3放电时必须注意测试器之 Timer设定，于OFF前将电压调回0V。1 . 3.4安规认证测试时，变压器需另行加测，室内，温度25摄氏度，RH : 95摄氏度，48HR， 后测试变压器初/次级与初级/CORE。1 . 3. 5生产线测试时间为1秒钟。.纹波噪声(涟波杂讯电压)Ripple&Noise )%，mv 2 1 定义：直流输出电压上重叠之交流电压成份最大值 (P-P) 或有效值。22 测试

11、条件 :I/P:NominalO/P:FullLoadTa:25 C2 . 3说明：2 3 1 示波器之 GND 线愈短愈好 , 测试线得远离 PUS。2 3 2 使用 1 ：1 之 Probe 。2 3 3Scope 之 BW 一般设定于 20MHz ，但是对于目前的网络产品测试纹波噪声最好将BW 设为最大。2 3 4Noise 与使用仪器，环境差异极大，因此测试必须表明测试地点。2 3 5 测试纹波噪声以不超过原规格值 +1%Vo 。三漏电流(洩漏电流)LeakageCurrent )mA3 1 定义： 输入一机壳间流通之电流(机壳必须为接大地时)。3 2 测试条件：I/P : Vinma

12、x. x 1.06(TUV)/60HzVinmax.(UL1012)/60HzO/P:NoLoad/FullLoadTa:25 C3 3 说明：3 3 1L， N 均需测。332UL1012R 值为 1K5。TUVR 值为 2K/0。 15uF。333 漏电流规格 TUV： 3。 5mA,UL1012:5mA 。 四温度测试(TemperatureTest )4.1 定义： 温度测试指 PSU 于正常工作下，其零件或 Case 温度不得超出其材质规 格或规格定值。4 2 测试条件：I/P:NominalO/P:FullLoadTa:25 C4 3 测试方法：4 3 1 将 ThermoCoup

13、ler(TYPEK) 稳固的固定于量测的物体上(速干、 Tape 或焊接方式)。4 3 2ThermoCoupler 于末端绞三圈后焊成一球状测试。4 3 3 我们一般用点温计测量。4 4 测试零件：热源及易受热源影响部分例如：输入端子、 Fuse 、输入电容、输入电感、滤波电容、桥整、热 敏、突波吸收器、输出电容、输出电容、输出电感、变压器、铁芯、 绕线、散热片、大功率半导体、Case、热源零件下之P.C.B. 4 5 零件温度限制：4 5 1 零件上有标示温度者，以标示之温度为基准C Max(TUV) 。4. 5 . 2其他未标示温度之零件，温度不超过 P.C.B.之耐温。4. 5 . 3

14、电感显示个别申请安规者，温升限制 65 C Max(UL1012),75五输入电压调节率(LineRegulation),%5 1 定义：输入电压在额定范围内变化时，输出电压之变化率。Vmax-VnorLineRegulation (+)=VnorVnor-VminLineRegulation (-)=VnorVmax-VminLineRegulation =VnorVnor: 输入电压为常态值，输出为满载时之输出电压。Vmax: 输入电压变化时之最高输出电压。Vmin: 输入电压变化时之最低输出电压。5 2 测试条件：I/P ： Min./Nominal/MaxO/P:FullLoadTa:

15、25 C53 说明：LineRegulation 亦可直接 Vmax-Vnor 与 Vmin-Vnor 之最大 值以 mV 表示，再配合 Tolerance% 表示。六负载调节率(Load Regulation ) %6 1 定义： 输出电流于额定范围内变化(静态)时，输出电压之变化率。|Vminl-Vcent|LineRegulation (+)=x 100%Vcent|Vcent-VfL|Li neRegulati on(-)= x 100%Vcent|VminL-VfL|LineRegulation (%)= x 100%VcentVmilL: 最小负载时之输出电压VfL:满载时之输出电

16、压Vcent: 半载时之输出电压6 2 测试条件：I/P ：NominalO/P:Min./Half/FullLoadTa:25 C63Load Regulation亦可直接 Vmin.L-Vcent 与 Vcent-Vmax. 之最大 值以 mV 表示，再配合 Tolerance% 表示。第三部分测试报告要求的项目： 对于电源部品认定测试，测试报告要求提供测试数据及结论。来料检可根据要求减少测试项 目，对于测试不合格品的应该表明不合格的测试项。一输入特性。1工作输入电压和电压变动范围。2输入电压的频率和频率变动范围。3额定输入电流。是指在输入电压和输出电流在额定条件时的电流。4输入下陷和瞬间停电。 这是一种输入电压瞬间时下降或瞬断的状态， 要用额定输出电压和 电流加以限定。测试的指标为电压和时间。5冲击电流。6漏电流。7效率。因为该指标与发热有关，因此散热时要考虑效率。8测试中要标明输入采用单相 2 线式还是 3 相三线式。二输出特性。1额定输出电压。2额定输出电流。3稳压精度。1）电压稳定度 2）电流调整率。3）纹波噪声。包括最大纹波电压；最大纹波噪声电压。4瞬间电流变动导致的输出电压的变动值。三附属功能要求。1过流保护。2过压保护。3输入欠压保护。