直流电源论文

1、教学单位 宝鸡文理学院 学生学号 20099502S012 编 号 DQ2011DZ012 本科毕业设计题目 直流稳压电源的设计与检测 学生姓名 范峰辉 专业名称 电子信息工程 指导教师 罗文亮 2011 年05月20日目 录一、设计正文 （1）二、附录1. 设计任务书（1）2. 设计中期检查报告（3）3. 指导教师指导记录表（4）4. 设计结题报告（5）5. 成绩评定及答辩评议表（6）6. 设计答辩过程记录（8）直流稳压电源的设计与检测摘要：电子设备一般都需要直流稳压电源供电。这些直流电除了少数直接利用干电池和直流发电机外，大多数是采用把交流电（市电）转变为直流电的直流稳压电源。所有手机充电

2、器其实都是由一个稳定电源（主要是稳压电源、提供稳定工作电压和足够的电流）加上必要的恒流、限压、限时等控制电路构成。这次设计的充电器为直流稳压电源充电器，具有具有良好的稳压性能和较高的调整灵敏度。本着经济、实惠、耐用的原则，利用所学知识，查阅有关资料，从电路设计、元器件购进、安装制作到电路调试，独立完成，从而达到既简单叉经济实用，符合要求的直流稳压电源。直流稳压电源一般是由市电电源变压器、整流电路、滤波电路及稳压电路等部分组成。在散件的组装过程中除可进一步的学习电子技术外，还可以掌握电子安装工艺，并且通过测试了解仪器的使用方法和学会关于实际电路板的调试技术。关键词：直流稳压；测试；原理设计DC

3、Power Supply Design and TestingAbstract：Electronic devices are all need dc voltage power supply. These dc except a few direct use dry and dc generators outside, most are adopting the alternating current (utility) into dc dc voltage stabilizer. All mobile phone chargers actually is a stable power sup

4、ply (mainly manostat, to provide a stable working voltage an enough current) plus necessary constant current, limited pressure, limited etc control circuit constitutes. The design for the charger with direct current voltage-stabilized source charger, with good performance and high voltage adjust sen

5、sitivity. In line with economical and practical,durable,principle, use knowledge learnt, consult relevant material, from circuit design, components of the purchase, installation debugging, made independently to circuit is simple fork, so as to achieve economic and practical, to meet the requirements

6、 of dc voltage stabilizer. The direct current voltage-stabilized source is commonly by utility power transformers, rectifier circuit and filter circuit and voltage circuit components. In bulk, assembly process except can further study electronic technology outside, still can grasp the electronic ins

7、tallation technique, and through the test understand instrument using methods and learn about the actual PCB debug technology. Key words：DC voltage stabilizer ;abstract test; design principle目 录1 选题背景11.1 设计目的11.2 设计意义11.3 设计的内容要求12 方案论证32.1 直流稳压电源的基本原理32.2直流稳压电源的种类及选用33 设计论述63.1变压器工作原理63.2整流电路73.3滤

8、波电路83.3.1 电路分类83.3.2 无源滤波电路83.3.3 有源滤波电路83.3.4电路作用93.4 稳压电路93.5 开关稳压电源的调制方式103.5.1 脉冲宽度调制方式113.5.2脉冲频率调制方式113.5.3脉宽脉频调制式114 电源可靠性测试综述124.1 稳压电路的可靠性的论述124.2 稳压电路的可靠性测试质量指标124.3 测试条件分析134.3.1可靠性测试时机134.3.2环境可靠性测试134.3.3环境对电源产品可靠性的影响145 测试仪器和测试结果分析185.1测试仪器185.1.1电子负载185.1.2 数字万用表.185.1.3数字示波器.185.1.4恒

9、温机185.1.5温测仪195.1.6高压测试仪195.2产品实际硬件电路原理图和测试结果分析195.2.1主要元器件和电路图195.2.2产品的测试结果与分析226 总结与展望33参考文献34谢 辞351 选题背景1.1 设计目的1、通过本次课题的设计,掌握模拟电路系统的设计方法，设计步骤。2、学会直流稳压电源及充电器的设计方法和性能指标测试方法。3、培养实践技能以及分析和解决实际问题的能力。1.2 设计意义1、通过专业设计，进一步巩固加深所学的基础理论、基本技能和专业知识；2、在专业设计过程中着重培养独立工作、独立思考并运用已学的知识解决实际问题的能力，同时培养独立获取新知识的能力；3、通

10、过专业设计加强对调研调查、资料获取、实验方法、数据资料的综合处理、计算机应用等最基本的工作实践和科研能力的培养。1.3 设计的内容要求1、设计并制作一个连续可调直流稳压电源及充电器，主要技术指标要求（1）输入：交流100-240V50-60Hz；（2）最大输出：直流:6V /165mA。2、设计电路结构，画出实用原理电路图，计算确定元件参数，选择电路元件；3、完成规格书实验要求、测试步骤及数据表格。1.4 发展概况自六十年代起，第一台开关电源问世以来，开关电源在世界各国迅速发展，直流稳压电源也顺势而生，但在初期价格较高，直到八十年代，随着元件工艺的成熟，直流稳压电源的价格也日益下降，应用也变的

11、日益广泛。近几年随着科技的发展，直流稳压电源的工作频率有原来的几十千赫发展到现在的几百千赫，甚至更高。现在智能化的直流稳压电源也被广泛应用于生产领域，对此的研究开始向高频方面发展。以美国为首的几个发达国家在这方面的研究已经转向高频下电源的拓扑理论、工作原理、建模分析方法和高频大功率开关器件，高性能集成控制器和功率模块的开发研制方面发展。我国在此方面的起步较晚，1973年才开始这方面的研究工作，现在主要在小功率单端变换器方面发展较为迅速。在功率半导体器件及控制集成化方面，与国外同类产品有这很大的差距。因此，直流稳压电源的研制及应用在此方面与之也从在很大的差距。近年来，随着微机，中小型计算机的普及

12、和航空航天数据通信，交通邮电等事业的讯速发展，以及为了各种自动化仪器、仪表和设备配套的需要，当代对电源的需要不仅日益增大，而且对电源的性能、效率、重量、尺寸和可靠性以及诸如程序控制、电源通/断、远距离操作和信息保护等功能提出了更高的要求。对于这些要求，传统的线性稳压电源无法实现，和线性稳压电源相比，稳压电源具有以下的一些优越性:1.效率高；        2.稳压范围宽；3.体积小重量轻；    4.安全可靠。2 方案论证2.1 直流稳压电源的基本原理直流稳压电源一般由电源变压器、整流

13、电路、滤波电路及稳压电路所组成，图1为直流稳压电源基本原理框图电 源变压器稳 压电 路整 流电 路滤 波电 路UoUiUUUUUTTTTT图1 稳压电源的组成框图和整流与稳压过程基本原理：1、电源变压器：电源变压器的作用是将220V的交流电压变换为可以提供整流滤波电路所需的电压。2、整流电路：利用单向导电元件二极管，把50Hz/60Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电。3、滤波电路：可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压。4、稳压电路：稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电电压和负载的变化而变化。2.2直流稳压电源的种类及选用直流稳定电源按习惯可分

14、为化学电源，线性稳定电源和开关型稳定电源，它们又分别具有各种不同类型：1、化学类稳压电源：我们平常所用的干电池、铅酸蓄电池、镍镉、镍氢、锂离子电池均属于这一类，各有其优缺点。随着科学技术的发展，又产生了智能化电池。在充电电池材料方面，美国研制人员发现锰的一种碘化物，用它可以制造出便宜、小巧、放电时间长，多次充电后仍保持性能良好的环保型充电电池。2、线性稳压电源：线性稳压电源有一个共同的特点就是它的功率器件调整管工作在线性区，靠调整管之间的电压降来稳定输出。由于调整管静态损耗大，需要安装一个很大的散热器给它散热。优点：稳定性高、纹波小、可靠性高、易做成多路、输出连续可调的成品。缺点：体积大、较笨

15、重、效率相对较低。3、开关型直流稳压电源：与线性稳压电源不同的一类稳压电源就是开关型直流稳压电源，按起开关作用的振荡电路组成形式分有自激开关式和他激开关式；按起稳压控制作用的脉冲占空比形式分有脉宽调制式1和频率调制式。它和线性电源的根本区别在于它的调整管不是工作在线性区，而是饱和区及截止区即开关状态。开关电源因此而得名。优点：体积小，重量轻，稳定可靠。缺点：相对于线性电源来说，电路复杂，成本较高，输出纹波电压大。下面就一般习惯分类介绍几种开关电源：（1）AC/DC 电源：该类电源也称一次电源，它自电网取得能量，经过高压整流滤波得到一个直流高压，供AC/DC 变换器在输出端获

16、得一个或几个稳定的直流电压。（2）通信电源：通信电源其实质上就是AC/DC变换器式电源，只是它一般以直流48V或24V供电，并用后备电池作DC供电的备份，将DC的供电电压变换成电路的工作电压。（3）电台电源：电台电源输入AC220V/110V，输出DC13.8V,功率由所供电台功率而定。为防止AC电网断电影响电台工作,而需要有电池组作为备份,所以此类电源除输出一个13.8V直流电压外,还具有对电池充电自动转换的功能。（4）模块电源：随着科学技术的飞速发展，对电源可靠性、容量/体积比的要求越来越高，模块电源越来越显示出其优越性。它工作频率高、体积小、可靠性高，便于安装和组合扩容，所以越来越被广泛

17、采用。目前，目前国内虽有相应模块生产，但因生产工艺未能赶上国际水平，故障率较高。AC/DC模块电源目前虽然成本较高，但从产品的漫长应用周期的整体成本来看，特别是因系统故障而导致的高昂的维修成本及商誉损失来看，选用该电源模块还是合算的。（5）特种电源：高电压小电流电源、大电流电源、400Hz输入的AC/DC电源等，可归于此类，可根据特殊需要选用。3 设计论述3.1变压器工作原理变压器的基本工作原理就是利用电子感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能或者传输信号，是电能传递或者传输典型好的重要原件。变压器主要由铜线，铁芯和线圈。图2 变压器的基本电路模型如图2，因为电流I1的方向和大小是随时间变化

18、的，变压器的初级通上交流电时，变压器的铁芯中产生了交变的磁场，（其中I1的绕线组叫做初级线圈N1，另一个绕组叫做线圈N2。）这样，在次级线圈处就能感应处频率相同的交流电压。显然变压器只能改变交流电压，不能改变直流电压，因为直流电流是不会变化的。电流通过变压器就不会产生交变磁场，所以次级线圈只能在直接接通的一瞬间产生一个瞬间电流和电压。变压器计算公式：假设变压器处于理想状态，即不计初，次级线圈的电阻损耗，当其间耦合系数为1时，令：且初级次级线圈缠绕的铁芯中磁通量2为，盖磁通量称为主磁通。则变压器的电动势平衡方程为：E1(t)=N1*d/dt; (31)E2(t)=N2*d/dt。 (32)若初级

19、次级线圈内的电压电动势的瞬时值都按照正弦规律（一般交流电都按账号正弦规律变化），则U1/U2=E1/E2= N1/N2。 (33)由于理想状态不计铁芯损失，有能量守恒定律得：U1*I1=U2*I2 (34)令K=N1/N2(称为匝数比)则U1/U2=K=I2/I1： (35)上式表明,变压器在改变电压的同时，电流也随之成反比例地变化，且一次、二次电流之比等于匝数之反比，即变压器具有变流功能。3.2整流电路整流电路将交流电压变换成脉动的直流电压。再经滤波电路滤除较大的纹波成分，输出纹波较小的直流电压。常用的整流滤波电路有单相半波整流滤波、全波整流滤波、桥式整流滤波等。各滤波电容C满足RLC（35

20、）T/2，(36)其中T为输入交流信号的周期，RL为整流滤波电路的等效负载电阻。整流电路桥式整流电路的工作原理如下:图3 桥式整流电路（a）图3 桥式整流电路（b） 桥式整流电路的工作原理如下：E2为正半周时，对D1、D3加正方电压，Dl、D3导通；对D2、D4加反向电压，D2、D4截止。电路中构成E2、Dl、Rfz、D3通电回路，在Rfz上形成上正下负的半波整洗电压，E2为负半周时，对D2、D4加正向电压，D2、D4导通；对D1、D3加反向电压，D1、D3截止。电路中构成E2、D2、Rfz、D4通电回路，同样在Rfz上形成上正下负的另外半波的整流电压。上述工作状态分别如图3（a）（b）所示。

21、如此重复下去，结果在Rfz上便得到全波整流电压。其波形图和全波整流波形图是一样的。从图3中还不难看出，桥式电路中每只二极管承受的反向电压等于变压器次级电压的最大值，比全波整流电路小一半。 选用半波整流二极管时应满足下列两个条件：(1)二极管允许的最大反向电压应大于承受的反向峰值电压；(2)二极管允许的最大整流电路应大于流过二极管的实际工作电流。3.3滤波电路 电路分类常用的滤波电路有无源滤波和有源滤波两大类。若滤波电路元件仅由无源元件（电阻、电容、电感）组成，则称为无源滤波电路。无源滤波的主要形式有电容滤波、电感滤波和复式滤波(包括倒L型、LC滤波、LC型滤波和RC型滤波等)。若滤波电路不仅由

22、无源元件，还由有源元件（双极型管、单极型管、集成运放）组成，则称为有源滤波电路3。有源滤波的主要形式是有源RC滤波，也被称作电子滤波器。 无源滤波电路无源滤波电路的结构简单，易于设计，但它的通带放大倍数及其截止频率都随负载而变化，因而不适用于信号处理要求高的场合。无源滤波电路通常用在功率电路中，比如直流电源整流后的滤波，或者大电流负载时采用LC（电感、电容）电路滤波。 有源滤波电路有源滤波电路的负载不影响滤波特性，因此常用于信号处理要求高的场合。有源滤波电路一般由RC网络和集成运放组成，因而必须在合适的直流电源供电的情况下才能使用，同时还可以进行放大。但电路的组成和设计也较复杂。有源滤波电路不

23、适用于高电压大电流的场合，只适用于信号处理。 根据滤波器的特点可知，它的电压放大倍数的幅频特性可以准确地描述该电路属于低通、高通、带通还是带阻滤波器，因而如果能定性分析出通带和阻带在哪一个频段，就可以确定滤波器的类型。 识别滤波器的方法是：若信号频率趋于零时有确定的电压放大倍数，且信号频率趋于无穷大时电压放大倍数趋于零，则为低通滤波器；反之，若信号频率趋于无穷大时有确定的电压放大倍数，且信号频率趋于零时电压放大倍数趋于零，则为高通滤波器；若信号频率趋于零和无穷大时电压放大倍数均趋于零，则为带通滤波器；反之，若信号频率趋于零和无穷大时电压放大倍数具有相同的确定值，且在某一频率范围内电压放大倍数趋

24、于零，则为带阻滤波器。电路作用滤波电路的目的是尽可能减小脉动的直流电压中的交流成分，即纹波，一般由电抗元件组成，如在负载电阻两端并联电容器C，或与负载串联电感器L，以及由电容，电感组成而成的各种复式滤波电路，保留其直流成分，使输出电压纹波系数降低，波形变得比较平滑。由于电抗元件在电路中有储能作用，并联的电容器C在电源供给的电压升高时，能把部分能量储存起来，而当电源电压降低时，就把能量释放出来，使负载电压比较平滑，即电容C具有平波的作用；与负载串联的电感L,当电源供给的电流增加（由电源电压增加引起）时，它把能量储存起来，而当电流减小时，又把能量释放出来，使负载电流比较平滑，即电感L也有平波作用。

25、滤波电路形式很多，为了掌握它的分析规律，把它分为电容输入式（电容器C接在最前面）和电感输入式（电感器L接在最前面）。前一种滤波电路多用于小功率电源中，而后一种滤波电路多用于较大功率电源中（而且当电流很大时，仅用一电感器与负载串联）。3.4 稳压电路图2为简单稳压电路,由限流电阻 Rs和稳压二极管 Dz组成。输出端电压 u0uzui-RsIiui-(Iz+I0)Rs 。(37)当输入电压ui或输出电流I0在一定范围内升高或降低时,具有稳压特性的Dz上的电压。图4 稳压电路uz保持不变而使u0也随之稳定，Rs及Dz起调整电路作用。这种稳压电路的工作范围受稳压管最大功耗的限制，Iz不能超过一定数值。

26、其关键是：在ui、RL及u0均为给定的条件下,Rs值的选取应保证在输入脉动电压为最大值uimax时,稳定电流Iz和稳压管允许的功耗不超过规定的最大值；在输入脉动电压为最小值时,又能保证Iz不低于最小的稳定电流。 稳压电源的稳压性能可用输出电阻R0和稳压系数S来表征： (38)R0和S越小,稳压器性能越好。过稳压后输出的纹波因数r0比输入纹波因数ri要小,其比值r0/ri也等于S。简单稳压电路的S 值一般在0.01左右，性能较差，但线路简单，多用于对稳压要求不高的场合。稳压电路根据调整原件类型可分为电子管稳压电路、三极管稳压电路、可控硅稳压电路、集成稳压电路等。根据调整元件与负载连接方法，可分为

27、并联型和串联型。根据调整原件工作状态不同，可分为线性和开关型稳压电源。本次设计采用的是开关型稳压电源。3.5 开关稳压电源的调制方式4 在开关稳压电源中，所谓调制方式，就是利用某一种电压的改变，去控制另一种波形发生某种形式的改变，同时还能控制输出电压稳定的一种技术。 脉冲宽度调制方式5(PWM-PULSE WIDTH MODULATION)脉冲宽度调制式一般由大功率三极管或者大功率场效应管来实现，由于电源输出电压的改变和稳定，都是靠开关饱和导通的时间和截止时间长短的改变来实现，用输入电压的变化，使输出脉冲宽度发生变化的一种方式。对于开关稳压电源，就是利用脉冲宽度的变化来稳压的，不论是负载电流发

28、生变化，还是数入电压发生变化，都要引起输出电压得变化，将这个水池电压的变化量，经过稳压系统，有趣控制开关调整导通时间的长短，从而使脉冲宽度发生变化，从而得到最终的输出电压是稳定的。脉冲频率调制方式（PFM-PULSE FREQUENCY MODULATION）脉冲频率调制方式，他的开关调整管的导通时间是固定的，那么改变截止时间才能改变频率，即通过改变工作频率来实现稳压。脉宽脉频调制式 脉宽脉频调制式是通过改变脉冲的宽度和频率使直流分量发生变化，可以控制输出的电压的高低和进行稳压，但是这种制式是很少有应用的。4 电源可靠性测试综述4.1 稳压电路的可靠性的论述电源用于各种各样的产品和测试系统。因

29、此对于不同厂商和不同最终用户而言，需要通过测试确定的技术指标也会有很大不同。例如研发环境进行的测试主要作为电源的设计验证。这些测试要求高性能的测试设备，在工作台上采用大量的手动控制。与其相反，制造环境的电源测试主要针对产品设计阶段所确定的产品所有功能。由于测试批量很大，必须有高测试吞吐率和高可重复性，因此通常要求测试自动化，电源测试仪器必须能用计算机编程。对于这两种测试环境，都要通过测量同步执行正确测试和获得有效数据。此外，对电源测试装置设计师而言，同样重要的是还需考虑测试装置可靠性，对被电源的保护，机架空间和总的使用成本。正确选择测试仪器将提供测量通用性和测试装置复杂性的最好组合。综合分析可

30、以知道在测试电路的过程中可能带来的误差因素有：1、测输出电流时接触点之间的微小电阻造成的误差；2、电流表内阻串入回路造成的误差；3、测纹波电压时示波器造成的误差；4、示波器、万用表本身的准确度而造成的系统误差。可通过以下的方法去改进此电路：1、减小接触点的微小电阻；2、根据电流表的内阻对测量结果可以进行修正；3、测纹波时示波器采用手动同步；4、采用精确度更高的仪器去检测。4.2 稳压电路的可靠性测试质量指标1 、输出电压，电流范围为额定输出电压，电流的10%；2、能效不能低于62.14%； 3、空耗时输出功率不能高于0.3W；4、噪声和纹波电压不能大于300MV 6（在示波器测试频宽

31、为20MHZ ，并联10UF的电解电容和0.1UF的陶瓷电容时测试纹波）；5电磁干扰符合EN55022安规要求，噪音不能大于27DB，EMI测试符合国家要求；6引脚间在1KV电压下测试后能正常输出电压和电流；7开机延迟时间测试最大值为5S，关机延迟时间测试值为最小值为10S。输出功率大于5W时电路自动保护装置；8在电源正常工作24小时期间测试元器（电阻温度，计算所得的电容寿命及其电压，电流能达到国家标准安规要求）；9在0，25和40条件下分别进行测试，并能达到要求。4.3 测试条件分析可靠性测试时机1、试制的新产品（包括老产品的转厂）；2、产品的结构、工艺材料等变更足以影响主要性能时；3、 批

32、量生产的产品当间隔时间超过一年，又重新投入生产时；4、 出厂前检验结果与上一次试验有较大差异时；5、 批量生产的产品每半年进行一次；6、 连续生产中每半年不少于一次；7、 国家质量监督抽查机构对产品质量进行抽查时。环境可靠性测试可靠性是指：产品在规定的条件下、在规定的时间内完成规定的功能的能力。产品在设计、应用过程中，不断经受自身及外界气候环境及机械环境的影响，而仍需要能够正常工作，这就需要以试验设备对其进行验证，这个验证基本分为研发试验、试产试验、量产抽检三个部分。1、 其中气候环境包含：高温、低温、高低温交变、高温高湿、低温低湿、快速温度变化、温度冲击、高压蒸煮（HAST）、温升、盐雾腐蚀

33、、气体腐蚀、耐焊接热，沾锡性，防尘防水（IP等级）、阻燃测试，UV老化、光老化；  2、其中机械环境包含：振动、机械冲击、机械碰撞、跌落、斜面冲击，温湿度+振动三综合、高加速寿命测试（HALT）、高加速应力筛选（HASS）、插拔力，保持力，插拔寿命，耐磨测试7、附着力测试、百格测试等；  3、其中电气性能包含：接触电阻，绝缘电阻，耐电压，电流测试等。环境对电源产品可靠性的影响 目前AC/DC转换、DC/DC转换已逐渐成为模块化产业，也逐步成为各种电子设备、自动控制设备的重要组成部分，AC/DC电源模块及DC/DC电源模块的质量及可靠性也在很大程度上影响着整个设备的可靠性、失

34、效率及维修率。影响电源产品可靠性的有设计、工艺、管理、测试及手段、来料等因素，这些方面都是各电源模块生产及使用厂家关注的方面。事实上，电源模块的可靠性除了要确保各项性能指标的优化，还要确保电源模块的测试环境是洁净有序的，有良好的静电防护措施，有适当的温度及湿度，只有在这样的条件下测试的电源模块才真正称得上是可靠性高的电源产品。随着社会的不断进步，电子设备在工业化生产、交通运输、通信等各领域发挥着越来越大的作用，电子设备的可靠性在一定程度上也决定了各项经济活动的有效运行，而电源模块虽然在电子设备中所占的成本很低，但可称为电子设备的“心脏”，电源模块失效直接就可能导致电子设备的瘫痪，造成不可挽回的

35、损失。1、静电防护：元器件在制造、存储、运输及装配过程中，由于仪器设备、材料及操作者的相对运动，均有可能因摩擦而产生静电电压，当器件与这些带电体接触时，带电体就会通过器件放电，引起器件失效。现代的集成电路大多数采用MOS电路，而电源模块中大多也使用了MOS管及集成电路芯片。在电源模块的生产中如不注意静电防护，往往会导致较高的元件坏品率。即使经过测试合格的产品，也可能在测试制造过程中，因静电而对MOS管及集成电路芯片造成轻微的损伤，从而影响电源模块的寿命及可靠性。在测试环境中引入静电防护系统（采用人体防静电接地、地坪防静电接地和操作装置、仪器的防静电接地等方式）后，则可以有效避免对MOS管及集成

36、电路芯片造成的损伤。电子元器件防静电损伤是一项复杂的系统工程，它贯穿于系统或设备研制与生产的全过程。从元器件采购、包装、运输、库存、安装、调试、试验直至用户使用，全过程、全方位、全员都应遵循防静电损失的一系列相关措施。防护是一个系统工程，要有设备的投入、人员的投入以及有效的管理和制度。由此可见，一个静电防护系统的好坏，直接反映出一个企业的品质管理水平，是一个企业实力的展现。 2、湿度：潮湿能渗入多孔性材料内，造成导电体之间漏电通路，产生氧气，零部件吸潮使绝缘电阻降低，隔离耐压能力下降。然而过度的干燥也会使某些材料变脆、表面粗糙，甚至产生静电。故测试环境对电源的可靠性也会产生一定的影响。大多数电

37、源模块的生产都是将元件焊在小块的PCB板（印刷电路板）上，然后将小块的PCB板用树脂灌封到外壳中。在生产过程中，如测试环境湿度较高，尤其是广东多雨季节时，空气中的水分就会凝结到PCB板及元件上，即使在用树脂灌封时，通过真空除泡工艺除去气泡，也无法将PCB板及元件上的水分去除。当电源模块工作在较高的环境温度时，PCB板及元件上的水分汽化膨胀，导致电源模块出现裂痕，拉断内部的变压器线，或引入外界的湿气，腐蚀电源模块内部的元件或造成模块内部的电路短路或微短路。对于隔离电压要求较高的场合，PCB板及元件上的水分也会降低电源模块的隔离能力，甚至造成初次级间的击穿，出现严重后果。过低的湿度也会使空气中漂浮

38、太多的粉尘，影响电源模块的品质。过低的湿度也会因人员的走动产生静电电荷，即使通过静电防护系统的保护，也可能造成元器件的静电损伤或软击穿，造成同前面讲述同样的后果。在生产环境中引入空调系统、恒湿系统，可以使生产环境的湿度保持一个合适的水平，避免因水分凝结或空气过分干燥而对电源模块可靠性造成不良的影响。 3、温度： 测试环境的温度同样需要严格控制。高温、低温对元器件均会有不同程度的影响。 （1） 高温：高温环境会使电源内的电阻、电感、电容、电功率系列等电性能参数发生变化，使绝缘子变软从而造成绝缘失效；活动性元件可能因膨胀卡死而使结构失效，涂覆表面起泡，氧化和其他化学反应加速，润滑剂粘度降低和蒸发而

39、丧失润滑性；由于物理膨胀而使活动部件的磨损增加及其结构强度下降等。（2） 低温：低温环境会使电源的塑料和橡胶失去柔性而变脆，有潮气时会出现结冰，润滑剂变成胶质且变粘而失去润滑性；涂覆表面龟裂；由于物理性收缩而使结构失效，改变电和机械功能等。（3） 温度控制：电源模块，尤其是小体积的1W、2W电源模块，往往采用内径小于5mm的磁环绕制变压器，绕制这类变压器只能用手工生产，在生产温度较高时，生产员工手掌会出汗，在绕制变压器时，手上的汗会留在变压器上，其中的水分及盐分会对变压器的漆皮造成损伤，降低变压器的绝缘能力，会对电源模块的可靠性造成潜在的影响。在生产车间安装空调恒温系统，保证车间温度维持在22

40、度左右，使生产员工有一个清凉舒适的环境，才能生产出品质可靠的电源模块产品。 4、粉尘：较多的粉尘会擦伤电源、磨损精加工表面，造成气孔堵塞，润滑剂被污染，绝缘件污染，产生电晕通路，使电性能降低。如生产环境不清洁，空气中飘浮的灰尘落在PCB板上，元件虚焊、假焊的情况会大大增加，不但对产品的生产合格率造成一定影响，也会对产品的可靠性及产品的寿命造成一定影响。注重生产环境的清洁，搞好5S管理，是确保生产出合格、可靠产品的一个保证。北方的天气沙尘、粉尘较南方厉害，故需更加注意控制，可采用空气过滤、密封、排烟系统等方法加以解决。5、储存和保管：储存和保管不当是造成元器件可靠性降低或失效的另一个重要原因，必

41、须给予重视并采取相应的措施。如货仓的温度和湿度应控制在规定范围内，使用防潮设备，注意防潮、防静电，不应使有害气体存在，并定期进行重检。电子原材料搬运及取放还应注意轻拿轻放，陶瓷电容、磁性材料等都是易摔裂的原材料，使用及搬运时尤其应注意。综上所述，生产环境的管理是电源模块可靠性的一个重要保证，这些管理需要企业人力、物力的投入，需要将各项管理措施落到实处，而不是像某些企业贴在墙上。 在人们日益依赖现代科技，作为电子设备的能量来源，电源，已成为电子系统中非常重要甚至是最为关键的元件，电源模块可靠性也日益引起各电子设备生产厂家的重视，这也对电源模块的生产厂家提出了更高的要求，生产环境的评估、生产管理的

42、评估也被列为供应商评估的重要指标。 因此，在不同的环境条件下可能会对产品的实际品质产生影响，因此我们在实际测试中需要尽量满足现实生活中可能出现的比较恶劣的环境，都应能达到产品预期的转换效率。如有的地方湿度比较大，有的城市温度常年都会比较高，目的是产品在任何地方，任何气候条件都能正常的工作。5 测试仪器和测试结果分析5.1测试仪器实验室测试均使用标准仪器配置，这些仪器包括电子负载，数字万用表，四通道的数字示波器，恒温机，温测仪，高压测试仪，功率表等。电子负载 电子负载通常采用FET设计，简单的说电子负载就相当于一个可变电阻。您还可选择工作模式：恒流（CC）、恒压（CV）和恒阻（CR），一般采用C

43、C模式。较复杂的电子负载在一台产品中提供所有这三种模式，具有最高的测试灵活性。并进而提供测量直流电压和电流这两种源的通用解决方案。电子负载的最后一项优点是提供通过总线的回读。这就能去掉一些测试中测量电压和电流所用的数字多用表。 数字万用表.万用表是一种多功能、多量程的便携式电工仪表,一般的万用表可以测量直流电流、交直流电压和电阻，有些万用表还可测量电容、功率、晶体管共射极直流放大系数hFE等。是一种测量种类多、分档细、灵敏度高、体形轻巧、性能稳定、过载保护可靠、读数清晰、使用方便的仪器。数字示波器. 示波器是利用电子示波管的特性，将人眼无法直接观测的交变电信号转换成图像，显示在荧光屏上以便测量

44、的电子测量仪器。它是观察数字电路实验现象、分析实验中的问题、测量实验结果必不可少的重要仪器。示波器由示波管和电源系统、同步系统、X轴偏转系统、Y轴偏转系统、延迟扫描系统、标准信号源组成。示波器可以对信号的电压，时间，相位，频率的测量.通过电流棒还可以直接将元器件在工作时候的纹波电流显示出来.恒温机 恒温机是提供一个恒定温度的柜橱，确保在测试过程中需要的温度，湿度，以在不同温湿度下测试的结果也能达到厂商规格书要求，适应由于地理位置的差别而出现的气候温度，或湿度情况下也能够正常使用。温测仪 温测仪主要是通过24跟导线感应在煲机（额定功率输出情况下）24小时期间的充电器内部元器件的表面温度变化情况，

45、并将结果记录在打印纸上，以便观察实际工作时温度是否超过元器件自身的最大工作温度上限.以保证产品早正常工作时出现品质异常。高压测试仪高压测试仪时将充电器在插头处短路，并在插脚间施加4242Vdc60秒后插脚间最大电流应3.5mA，和施加500V的电压时插脚间的电阻应10Mohm。并观察是否出现胶壳是否出现破裂或者裂缝。5.2产品实际硬件电路原理图和测试结果分析主要元器件和电路图89表1 实际产品中主要元器件清单(a)编号型号工作最大电压工作最大电流生产厂商D11N4007整流二极管1000V1A平伟D5FR102恢复二极管100V1A海锝D6FR107恢复二极管1000V1AMICD71N581

46、9肖特基二极管40V1A强茂Q13DG3020A1NPN三极管800V1.3A华晶(=22-30)表1 实际产品中主要元器件清单(b)编号类型电容容量工作电压型号工作温度生产厂商C1电解电容3.3F±20%400V8X9脚距3.5105KS SAMXONC2电解电容3.3F±20%400V5X7脚距2.5105KS SAMXONC5电解电容4.7F±20%50V5X7脚距2.5105SXG-LUXONC9电解电容220F±20%10V6.3X7脚距2.5105GE SAMXON 图5 电路原理图产品的测试结果与分析表2BASIC FUNCTION TES

47、T（基本功能测试）CUSTOMER:中建PRODUCT NO.:MODEL NO. :S003IV0600015PRODUCT EDITION:TEST DATE :2011/4/182011/4/25Q'ty3PCSTest Items./测试项目Test Condition/测试条件Sample quantity and test result/样品数量和测试结果Pass/Fail1#2#3#Output Voltage(V)0A(5.76.5V)0.165A(5.76.3V)90Vfull load6.0655.9926.08PASS90Vno load6.2546.1776.2

48、43PASS264Vfull load6.0595.996.081PASS264Vno load6.2646.1666.242PASSOutput ripple & noise voltage/输出纹波及噪声电压300mV90Vfull load77.278.472.2PASS90Vno load10.810.69.6PASS264Vfull load75.281.678.2PASS264Vno load15.88.89.2PASSRated load input current/额定负载输入电流测试(150mA)100V -28.83 28.39 28.68 PASS240V -17

49、.25 16.98 17.19 PASSTurn on delay time /开机时间测试90Vmax5s3.02 3.06 3.05 PASS264Vmax5s0.76 0.85 0.82 PASSHold up time /关机时间测试115Vmin10ms52.80 54.40 55.11 PASS230Vmin20ms246.00 242.00 238.00 PASSShort-circuit protection test/短路保护测试(<5W)90V -0.00 0.00 0.00 PASS264V -0.06 0.06 0.06 PASSOver current prot

50、ection/过流保护点90V -0.61 0.60 0.60 PASS264V -0.62 0.61 0.61 PASSHi-pot test/介电强度4242Vdc/3.5mA/1MinuteOKOKOKPASS在常温下对产品进行基本性能测试，包括基本输入输出的电流和电压大小是否在厂商规格书的要求输出范围内，但测试必须在产品正常工作一段时间后进行，不然可能会影响到正常的测试结果。表3TEMP FUNCTION TESTTEST ITEM 0度环温40度环温pass/fail1#2#3#1#2#3#Output Voltage(V)0A(5.76.5V)0.5A(5.76.3V)90full

51、 load6.0336.0446.0486.0685.9976.02passno load6.1586.1576.1626.2546.1776.243pass264full load6.0326.0296.0486.0695.9966.031passno load6.1936.1946.2736.2646.1666.242passOutput ripple & noise voltage/输出纹波及噪声电压300mV90full load10710312179.677.261.6passno load18161611.212.418pass264full load10610311571

52、.272.873passno load17121611.210.817passHi-Pot(test after)4242KVDC,3.5MAokokokokokokpassTest Result:pass 由于产品的使用范围比较广，因此在不同的国家或者地区会出现不同的气候温度差异，因此需要保证产品的正常输出应在各种条件下适用。表4 ENERGY EFFICIENCY TEST（能效测试）(a)CUSTOMER:中建PRODUCT NO.:R013708V-VMODEL NO. :S003IV0600015PRODUCT EDITION:0TEST DATE :2011/4/182011/4/25SAMPLE Q'TY3PCSNo.Test ParameterInput Voltage: 115Vac / 60Hz100%75%50%25%0%Aver.ef