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. 市场部：参照

2、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(switchingpoweradaptor)：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路来作为降低成

3、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(linepoweradaptor)：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(nameplatepoweroutput)即铭牌注明的输出功率，也就是额定输出功率。4.7. PWM(pulsewidthmodulation):脉宽调制4.8. RCC(ringchokeconverter)：自激4.9. MTBF(meantimebet

4、weenfailure):平均无故障间隔时间4.10. I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. 出类设备：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I类n类m设备主要特征没有保护接地有保护接地

5、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：(InformationTechnologyEquipment,Safety,GeneralRequirements)5.1.1. IEC60065（国际通用）5.1.2. EN60065（欧洲）5.2. IT类安规要求：（InformationTechnologyEquipment,Safety,GeneralRequirements）5.2.1. UL60950-1（美国、加拿大）5.2.2. E

6、N60950-1（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：（InformationTechnologyEquipment-Radiodisturbancecharacteristics）5.3.1. FCCPart15B（美国、加拿大）5.3.2. CISPR225.3.3. EN55022（欧洲）5.3.4. GB17625（中国）5.3.5. CNS13438（台湾、澎湖、金门及马祖）5.3.

7、6. AS/NZSCISPR22（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（RoHSDirective）andExemptiondirective5.4.2. 电子信息产品污染共控制管理办法（ChinaRoHS）5.4.3. 产品物质管理规范5.4.4. 2002/96/EC（WEEEDirective）5.4.5. EN50419（WEEEMarkingStandard）5.5. MTBF要求：5.5.1. MIL-HDBK217F,ReliabilityPredictionofElectronicEquipment5.5.2. Bellcore

8、SR-332,Issue1,ReliabilityPredictionofElectronicEquipment5.5.3. MIL-STD-781C,ReliabilityDemonstrationofElectronicEquipment5.6. 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:USEPA-ENERGYSTAR2.0/CaliforniaEnergyCommission（CEC-400-2006-002Rev.2）5.6.2. AustraliaandNewZealand:MinimumEnergyPerformanceStandards（ME

9、PS）AS/NZS4665.2-20055.6.3. Europe:CodeConductorEnergyEfficiencyofExternalPowerSuppliesDraftVersion26 .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：PowerAdapter,CE,Switching,DC12V0.8A,欧洲2PIN,2.1*5.5*9.0mm直角，CPS*,packingbox:101*49*92mm,（RoHS）6.2.测试项目：No.测试项目TestItem

10、s是否必测1输入电流InputCurrentV2效率EfficiencyV3功率因数PowerFactorV4浪涌电流InrushCurrentV5空载消耗功率Noloadpowerconsumption（forUSA/CECandAU/MEPS）V6平均效率测试Averageefficiencytest:（followCEC&EnergyStart/MEPSrequirement）V7起机电压StartUPV8关机电压ShutdownV79电源效应测试LineRegulationTestV10负载效应测试LoadRegulationTestV11输出电压调整OutputVoltage

11、RegulationV12纹波测试Ripple&NoiseV13动态负载测试DynamicLoadV14电压过冲测试Overshoot/UndershootVoltageV15开机时间TurnOnTimeV16开机上升时间TurnonrisetimetestV17关机维持时间HoldupTimeV18关机延迟时间TurnoffdelaytimetestV19过压保护OverVoltageProtectionV20过流保护OverCurrentProtectionV21过温保护OverTemperatureProtectionV22短路保护ShortCircuitProtectionV2

12、3耐高压测试HI-POTTestV24漏电流测试LeakageCurrentV25容性负载测试ExternalLoadCapacitance26空载测试NoLoadOperationV27热应力测试ThermalStressTestV28电压应力测试VoltageStressTestV29电流应力测试CurrentStressTestV30机械冲击测试ShockTest31振动测试VibrationTestV32热飘移测试Warm-UpDriftTestV33开关机测试On-OffCyclingTestV34温湿度存储循环测试Temperature/HumidityStorageCycling

13、TestV35自由跌落测试DropTestV36热冲击测试ThermalShockTest37电解电容寿命测试LifetimetestofElectrolyticCapacitor38平均无故障间隔时间预计MTBFPredictionReport39平均无故障间隔时间验证MTBFDemonstrationtestReport40耐脉冲杂讯FastTransient/BurstV41耐雷突波LightningSurgeTest(PLD)V42耐静电放电ElectrostaticDischarge(ESD)V43谐波电流测试HarmonicCurrentTest44电磁干扰测试Electromag

14、neticInterferenceTest(EMI)V45干热测试（高温测试）V46恒冷测试（低温测试）V47低温启动V481安规认证V49关键器件降额测试keyComponentDe-ratingtestV50输入异常测试Inputabnormaltest（L-N反接，I类会有问题）/6.5. 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6.6. 电源输入要求6.6.1. 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Adaptertype额定输入电压/频率RatedInputvoltage/

15、Freq.设计输入电压/频率范围Inputvoltage/Freq.Range选项1美国100240Vac/5060Hz90264Vac/4763Hz21日本100240Vac/5060HzP90264Vac/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/5060Hz

16、90300Vac/4763Hz9巴西100240Vac/5060Hz90264Vac/4763Hz6.6.2. 最大输入电流：按功率因数为0.7来计算Imax=2.2Po/(0.7*Vin-min)6.6.3. 输入瞬态电流项目额定输入电压RatedInputvoltage输入瞬间电流InrushCurrent选项1100-120Vac30.0Apeak(max)V2220-240Vac60.0Apeak(max)v76.6.4. 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-PotLevel.测试电路Circuit选项1All3KVac/10

17、mA/1min初级对次级primarytosecondary6.4.5.漏电流：遵循安规要求，输入额定电压和频率下，II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3.5mA1 绝缘电阻：初级对次级primarytosecondary施加500Vde一分钟，测得绝缘电阻不小于50MQ1 雷击浪涌：参考10.2EMC要求1 输出要求输出电压容差：额定输入、满载条件下输出电压与额定输出电压相比。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。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

18、电压，除以额定输入时满足输出额定电流的输出电压。LineR=(IOUt=Irated)VOUTmax-VOUTminVOUTVinMated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。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。LoadR=V-VOUTmaxOUTminVOUTVinRrated，Iout=rated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

19、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。90%的时间10%的时间10%90%之间的时间90%的时间开机延迟时间：额定输入和输出条件下，从开机到上升至稳定输出电压关机延迟时间：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

20、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升机延迟时间关机延迟时间升机上升时间关机维持时间容性负载<£%<i5%<i5%<i5%<55%1%Vrated<3S>10mS/>2000uF.保护要求输出短路保护：输出电路用w50m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。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

21、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，且壳温不超过相关安全标准中的限值要求。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。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。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。填写规格要求或打表示要求，“”表示不要求。输出短路保护输出过流保护

22、Irated整机过热保护输出过压保护Vo-rated输入过压保护Vin-maxV180%220%/120%130%105%110%.能耗效率要求空载功率耗散：额定输入条件下无负载时的整机功率耗散。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)(nam

23、eplatepoweroutput)空载耗散功率标称输出功率(Pno)平均效率选择标准模式V0-10W三0.3W01W全0.480*Pno+0.1401-49W:皂0.0626*ln(Pno)+0.62210250W49250W呈0.870IV0-250W三0.5W0<1W皂0.5*Pno1-51WP皂0.09*ln(Pno)+0.5>51-250W全0.85低电压模式V0-10W三0.3W01WP皂0.497*Pno+0.0671-49W全0.0750*ln(Pno)+0.56110250W49250W全0.860.环境试验电源适配器须进仃以卜环境试验恻试项目适配器回测试项目参考

24、标准试验方式判据选择1通用跌落测试IEC60068-2-32100cm局度，自由跌落十20mm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。V2通用振动测试IEC60068-2-34频率摇摆10300Hz2小时每个角度(X,Y,Z)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V加速度2G移位0.4mm3通用恒冷测试IEC60068-2-1遵循标准遵循标准V4通用干热测试IEC60068-2-2遵循标准遵循标准V5通用温度循环测试IEC60068-2-14遵循标准遵循标准V6通用热冲击测试IEC60068-2-14遵循标准遵循标准V7通用恒定湿热测

25、试IEC60068-2-78遵循标准遵循标准V8通用存储测试IEC60068-2-48遵循标准遵循标准VV79通用低温启动共进遵循标准遵循标准.安规及EMC要求安规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标准宏全认证要求参考标识选择美国、加拿大UL/CSA60950-1FCCPart15subpartBUL、cULc(Jl)usF©FederalCommunicatkinsCommisskjn日本J60950-1PSE<t>台湾CNS14336BSMI

26、e1巴西UL/CSA60950-1forClassIIlevelcULocp<n»英国EN60950-1(CE)EN50419(WEEE)CETUV(EN60950-1)cef同丁口腔J欧洲EN60950-1(CE/GS/BMark)IEC60950-1EN50419(WEEE)CE/GSMark.BMark/PSBs.vmNAllX电it澳洲IEC60950-1(CB)ANS/NS60950-1CE/C-tick/CB<中国IEC-60950-1(CB)GB4943/9254(CCC)SJ/T11364-2006CCCMark/CB10yearslogo(ChinaRo

27、sh)0韩国IEC-60950-1(CB)EKMark/CB10.2.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FCCPart15、CISPR22/24、EN55022/24ClassA所有类型FCCPart15、CISPR22/24、EN55022/24ClassBVEMC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/CCC30MH人230MHZQP40dBV/m（3米法测试）/30dBpV/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6dBV23

28、0MHA1GHZQP47dBV/m(3米法测试)/37dBpV/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6dBFCC30MHZ-88MHZQP40dBV/m（3米法测试）/30dBpV/m（10米法测试）需是否配合客户系统测试，要求满足标准余里至少6dBV88MHZ-216MHZQP43.5dB阳/m（3米法测试）/33.5dBMm（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6dB216MHZ-960MHZQP46dB阳/m（3米法测试）/36dBpV/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6dB960MHZ-QP49.5dBV/m(3米

29、法测试)/39.5dBMm(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/FCC150k500kQP6656dBV是否配合客户系统测试，要求满足标准余量至少6dBVAV5646dBVCE/CCC/FCC500k5MQP56dBVAV46dBNCE/CCC/FCC5W30MQP60dBVAV50dBNCE传导发射（信号端口）CE/CCC150k500kQP8474dBVAV7464dBVCE/CCC500k30MQP74dBVAV64dBN4雷击浪涌（AC电源端口）：电源适配器应当满足IEC61000-4-5或ITUK.21标准要求。适

30、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)ITUK.21YD/T993-2006差模2欧姆线一线立.5kVB共模2欧姆线-地立.5kVB差模2欧姆线一线d6kVB共模2欧姆线地d6kVB通用1.2/50(8/20)IEC61000-4-5差模2欧姆线一线士kVB共模12欧姆线-地立kVB差模2欧姆线一线立kVC共模12欧姆线-地&kVC5ESD静电放电（AC电源端口）：遵循EN61000-4-2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士8KV士4KVBV巴西士8KV士6KVB6DIP电压跌落与暂降（AC电源端口）：适配器类型试验限值试

31、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BV>95%,5000ms30%,500ms7EFT电快速脉冲（AC电源端口）：适配器类型试验限值试验方式判据通用1KV2KV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BBV8CS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BV3V/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

32、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，测试完毕后允许自行恢复或者人工干预恢复（包括硬件上十预）；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（包括硬件上十预）；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，测试中小要求设备正常工作ITUB设备测试过程中和测试结束后不允许碎裂

33、、着火、以及导致其他安全问题.可靠性要求MTBFF均无故障间隔时间预计：（25C满载工作条件下）根据MIL-HDBK-217F计算得到的平均无故障时间最小为100K小时；根据SR-332,Issue1计算得到的平均无故障时间最小为300K小时；根据MIL-STD-781C计算得到的平均无故障时间最小为30K小时；MTBFF均无故障间隔时间验证：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45C,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

34、定电流（平均值）额定规格40c操作环境允许值小特基90%50%150c120c90%50%125c110C，极管30%50%150c120c侨堆30%50%150c125c2、MO或三极管：（MOSE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40c操作环境允许值MO汲功率三吸管90%50%150c120cSCR/431/卜信号晶体管30%-105c90c光耦30%-100c100cC-150c120c3、磁性元件（变压器、共模电感）：40c操作环境允许值CORE130c110CCOIL130c110c电解电容应用要点&寿命公式；要求使用

35、标称温度为105c的电解电容。要求使用以下厂家的电容：（无指定，建议NIPPONCHEMICON,NICHICON,RUBYCON,TOSHIN,PANASONIC,TAICON,L-TEC,JAMICON,CAPXON,SAMXON,JFD,CHANG）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）T）-Tx-Tq-':区二Ln2.2，一,IV其中，ATX=AT0.Jo）寿命公式也可以直接写为：L=Lq2102Lo：基本寿命，To：最大额定工作温度，Io：最大额定纹波电流，4To：最大额定纹波电流时的温升,Tx：实

36、际工作环境温度，Ix：实际工作纹波电流，4Tx：纹波电流导致的温升备注：电解电容厂商有提供计算公式的，以厂商提供公式为准。.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p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5IC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r给出实际测试值8PCB给出实际测试值9外壳r给出实际测试值.工作及贮存环境要求工作温度：0C45c贮存温度：-4

37、0C70c工作湿度：10%90%RH（无凝露）贮存湿度：5%95%RH（无凝露）.结构要求外形尺寸：额定壳体尺寸，重量不做要求。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。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。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A203040B708090C203040D30E8.59.09.5F10.0H3.33.53.7V000/G150015301560V180018301860/DC输出插头、电缆要求项目内容:规格选择1电缆长

38、度1500mm±30V1800mm±30/2线材规格22AWG,黑色V插头尺寸外径X内径张度为：5.5mm±0.1*2.1mm±0.1*9.5mm±0.5V外径X内径小度为：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V输出插头方向拐角型（L型）/直线型（I型）V触点镀层镀馍，厚度>100milV静电防护根部半胶长度为3.5力.2mmV电缆拉力拉力施加于电源适配器的壳体与DC输出插头之间，轴向2Kg负荷，持续时间60S而/、产生任何损坏。V应力消除:输出连接器须具有应力缓冲护套VDC插头颜色黑色V13.5.AC输入插头定义13.5.1.壁挂式AC输入插头：输出插头连接器插头镀层：镀馍，厚度>100mil适配器类型输入插头标准图片选择美国2pin巴西2pinCSACAN/CSA-22.2No.21-95/CNS6