开关电源黑盒测试规范资料.doc
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1、1. 目的. 22. 适用范围. 23. 测试所用仪器与设备. 24. 测试基本原则及判定准则. 24.1 测试基本原则. 24.2 不合格项目分类. 25. 测试内容和方法. 25.1 最大输入电流. 25.2 交叉调节测试(交调测试) . 35.3 电压调整率(源效应) . 35.4 负载调整率(负载效应) .35.5 稳压精度.45.6 效率.45.7 最大空载功耗.45.8 输出纹波与噪声.45.9 容性负载特性.65.10 输入电压范围.65.11 启动冲击电流.65.12 动态响应.75.13 开关机过冲.75.14 输出电压上升时间及下降时间.85.15 开机延时(启动延时) .
2、85.16 关机延时(保持时间) .95.17 输入过压、欠压及其恢复.95.18 输出过压保护.95.19 输出限流保护.105.20 输出短路保护.105.21 过温保护.105.22 温度系数.115.23 工作频率.115.24 均流性能测试(对有均流电路的电源) .115.25 并机测试(对使用在1+1 备份的定制电源) .115.26 绝缘强度.125.27 绝缘电阻.135.28 泄漏电流.135.27 接地电阻.136 环境试验.136.1 高、低温带电工作试验.147. 引用和参考文件.15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2
3、011-5-171. 目的为规范产品验证过程中电源的基本电气性能的测试方法,特制定本文件。2. 适用范围本测试规范适用于验证中心对开关电源的验证测试。3. 测试所用仪器与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. 测试基本原则及判定准则4.1 测试基本原则4.1.1.以测试规范,产品规格书依据,以测试数据为准则,尽可能及早的发现设计缺陷。4.1.2.测试工作不受开发工程师或市场人员及其他干扰,独立按测试流程进行。4.1.3.测试过程中若发现问题比较严重且比较多,可直接将该产品退回给相应的开发工程师。4.1.4.测试过程中,若样机有问题,但不影响测试的正
4、常进行,则需测完样机的全部项目。4.2 不合格项目分类4.2.1 致命问题l 安规测试不合格;l 导致电源损坏的所有项目。4.2.2 严重问题l 技术指标未达到规格书的要求;l 抗干扰性指标未达到规格书要求。4.2.3 一般问题l 测试中指标的裕量不足。4.2.4 讨论问题l 研究性测试未合格项目;l 产品规格书中未界定的项目。5. 测试内容和方法说明:以下测试方法,如与国标或邮标等通用测试方法有出入的则以国标、邮标为准;测试项目以产品规格书规定的为准,产品规格书有要求的项目为必测项目,产品规格书未要求的项目可不测试;测试条件如果产品规格书有规定,则以产品规格书为准;当客户对测试项目和测试方法
5、等有特别要求时,以客户的要求为准;输入全电压范围是指输入由最低输入电压到最高输入电压连续调节,但数据只需记录最低输入电压,额定输入电压,最高输入电压的情况。输出全负载范围是指输出负载由最小负载到额定负载连续调节,但数据只需记录最小负载,半载,额定负载的情况。高温低温分别指产品规格书中的工作温度的上限和下限。测试输入电源的频率要求为最小输入电压时47Hz(当设备能力达不到47 Hz时按设备能达到的最小频率输入)、最大输入电压时63Hz、额定高电压输入时为50 Hz、额定低电压输入时为60 Hz。5.1 最大输入电流测试说明:在电源正常工作电压范围内,流入电源的最大电流。测试方框图: AC电源电参
6、数测量仪待测试电源电子负载 图1测试方法:1. 先如图1 布置好测试电路。2. 在电源正常工作电压范围内,输入最低电压。3. 电源所带负载为额定负载。4. 读取电参数测量仪上输入电流的数值,此即为最大输入电流。5. 此项在高、低、常温均需测试。判定标准:最大输入电流超标: 严重问题5.2 交叉调节测试(交调测试)测试说明:在多路输出的电源中,当其中一路负载发生变化时,会影响其他各组的输出,此项测试即为衡量一路输出负载变化时对另一路的影响。测试方法:1. 如图 1 连接好测试电路。2. 输入电压为额定输入电压。3. 输出带载条件为,各路小载,半载及满载的相互组合。4. 记录下各种负载组合的下的输
7、出电压。5. 再将记录的某路输出电压数值代入下列公式,即可算出该路输出的交叉调整率:交叉调整率=(MAX|Vohalf-Vo|)/Vohalf 100%Vohalf : 所有输出均带半载时,此路的输出电压值Vo : 各种负载组合下该路的输出电压6. 此项在高、低、常温都需测试。判定标准:交叉调整率超标: 严重问题5.3 电压调整率(源效应)测试说明:输入电压变化对输出电压的影响程度。在额定负载下,输入电压从最小值到最大值变化时,输出电压与满载整定值的最大相对误差。测试方法:1. 如图 1 连接好测试电路。2. 负载电流为额定值(满载电流),输入电压为额定值时,测出稳定输出电压UO;3. 负载电
8、流为额定值时,测试输入电压从最小值到最大值(输入电压在正常工作电压范围内变化)时的输出电压的最大值或最小值U,则电压调整率的值计算公式如下:电压调整率= (MAXU-U0)/ U0 100%;4. 此项在高、低、常温都需测试。判定标准:电压调整率超标: 严重问题5.4 负载调整率(负载效应)测试说明:输出负载电流改变时,输出电压与半载整定值的最大相对误差。测试方法:1. 按图 1 连接好测试电路;2. 输入电压为额定值,负载电流为额定值的一半,测出输出电压整定值UO;3. 输入电压为额定值,负载电流在额定值(满载)与最小值(小载)之间变化,测试出电源稳定输出电压的最大值或最小值U。则负载调整率
9、计算公式如下:负载调整率= (MAXU- U0)/ U0 *100%4. 此项在高、低、常温都需测试。判定标准:负载调整率超标; 严重问题5.5 稳压精度测试说明:输入电压及输出负载大小同时变化时对输出电压的影响程度。测试方法:1. 按图 1 连接好测试电路。2. 在输入电压为最小电压,额定电压,最大电压时,分别记录下负载为空载,半载,满载时对应的输出电压U;3. 根据以上的记录数据,再按下面的计算公式:稳压精度=(MAXU-UO)/UO 100%U:在全电压全负载范围内的输出电压值UO:半载整定值(输入电压为额定值,输出电流为半载时的输出电压值)4. 高、低、常温都需测试。判定标准:稳压精度
10、超标: 严重问题5.6 效率测试说明:电源把其输入功率转换为有效输出功率的能力。测试方法:1. 先如图 1 布置好测试电路。2. 输入电压一般为最低输入电压、额定输入电压、最高输入电压;3. 对于上述三种输入电压下分别测试输出0%、25%、50%、75%、100%负载5个点效率;4分别计算以上测试条件的效率,然后计算25%、50%、75%、100%负载的效率的平均值;5. 输入与输出电压、电流的测量,应同时进行,开机30分钟,待稳定后再记录有关数据。6. 计算出输出功率值Po=Uo*Io;输入功率Pi=Ui*Ii7. 效率=(Po/Pi)100%8. 此项在高、低、常温都需测试。判定标准:稳定
11、后效率超标: 严重问题5.7 最大空载功耗测试说明:即电源在空载无输出功率时的输入功耗测试方法:1先如图1 布置好测试电路;2. 在输入电压全范围内,输出不带载,记录输入电压Ui 及对应的输入电流Ii;3计算出输入功率值Pi=Ui*Ii,取计算出来的最大值,即为最大输入空载功率;4. 此项在高、低、常温都需测试。判定标准:空载功耗超标: 严重问题5.8 输出纹波与噪声测试说明:直流输出电压上叠加的与开关管频率和AC电源频率相同的交流成分。测试方框图:探头如图2放置,测试电路如图3接线 图2AC电源电参数测量仪待测试电源电子负载电压探头C1C2示波器 图3测试方法:1. 先如图3布置好测试电路。
12、2. 全输入电压范围及各种输出负载;3. 测量端并联一个容量大于或等于0.1F 的高频电容和一个10uF 的电解电容(电容的位置如图3 中所示)。4对于测试纹波应把示波器TIME/DIV 调至4S 左右,带宽设为20MHz,地线要去掉,采用探头上地直接靠的方法,如图2 所示;5峰-峰值噪声电压Vp-p 测试1)在输入电压、输出电流均为额定值时,用示波器测试并记录杂音电压(VP-P)值;2)缓慢调节输出负载,在输出端的峰-峰值杂音电压达到最大值记录下来;3)将输入电压调节为最大值和最小值,负载在满载范围内变化时,测试并记录峰峰值的最大值;4)取所有测试值中最大值作为峰-峰值杂音电压;6. 此项在
13、高、低、常温都需测试。判定标准:纹波噪音超标:严重问题纹波噪音震荡:如果幅值没有超标,则为讨论问题;如果幅值超标: 严重问题5.9容性负载特性测试说明:电源外接电容负载后,应能保证电源正常工作(包括正常开关机,输出过冲满足规格要求)。测试方框图:容性负载AC电源电参数测量仪待测试电源+电子负载- 图4测试方法:1先如图4布置好测试电路;2. 在输入电压全范围内、输出带最大容性负载;3分别在最小载、半载、满载情况下测试开机和关机波形,波形不能有异常(即为必须是单调上升或下降);4. 此项在高、低、常温都需测试。判定标准:容性负载不能起机: 严重问题开关机波形异常: 严重问题5.10输入电压范围测
14、试说明:电源正常工作的输入电压范围,在该范围内电源应能带额定负载稳定工作,正常的开关机。测试方法:1. 调整输入电压为最小输入电压,额定输入电压,最大输入电压,反复开关机,电源应能正常起机,输出电压在规格要求的范围内。2.负载为最小负载、半载、最大负载、包括容性负载。3. 此项在高、低、常温都需测试。及判定标准:在规格书指定范围内不能开机:严重问题5.11 启动冲击电流测试说明:电源在上电时会产生很大的输入冲击电流,如果冲击电流过大,会对保险丝等元器件有很大的影响。测试方法:1. 接线如图5所示。AC电源电参数测量仪待测试电源电子负载电流探头示波器 图52. 最大输入电压,完全冷机状态下开机,
15、观察示波器上的冲击电流大小;判定标准:启动冲击电流超标: 严重问题5.12 动态响应测试说明:输出负载在发生跳变时。输出电压的变化情况。测试方框图:按图3的测试电路接线,如果产品技术标准无特殊要求C2不接。图 6测试方法:1. 如图1 布置好测试电路,有关动态测试项目定义如上图6;2. 负载电流为标称值的25%50%25%和50%75%50%负载跃迁,di/dt1A/10uS,若技术要求有特殊要求,以产品技术要求为准;3. 全输入电压范围内4. 将示波器设为自动状态、交流耦合,把电子负载设为动态模式(在25%与50%额定电流之间阶跃或在50%与75%额定电流之间阶跃),开启电源及电子负载,测量
16、其瞬态过冲幅度及瞬态恢复时间;5. 将示波器设为自动状态、交流耦合,把电子负载设为动态模式(在空载与满载额定电流之间阶跃),开启电源及电子负载,测量其瞬态过冲幅度及瞬态恢复时间,此即为空满载负载动态响应;6. 所测的有关动态项目定义如上图6,瞬态过冲幅度的量测以过冲到最高点到恢复稳定后平台的中间为准,瞬态恢复时间的测量以超出稳压精度到恢复到稳压精度为测量准。7. 此项在高、低、常温都需测试。判定标准:动态幅值或恢复时间超标: 严重问题测动态时电源保护: 严重问题动态时电源损坏: 致命问题5.13 开关机过冲测试说明:电源在开机或关机时,输出电压冲出额定电压的部分,与额定输出电压的比值。测试方法
17、:1. 如图 3 布置好测试电路2. 输入电压全范围,输出各种负载,分别测试C2(大小由产品技术标准规定)接与不接的情况。3. 包括输入开关机。4. 将数字示波器设置到正常捕获状态。SLOPE 为为上升沿,打开正向超调测量。5. 然后开启电源,开启瞬间,示波器即会捕捉到一过冲信号,分别在以上各种条件下开启几次(每种条件下开启不少于三次)电源,取其中最大者,此即为开机过冲幅度。同时观测输出上升波形,要求线性上升。6. 当电源在工作时 ,关闭电源,SLOPE 为下降沿 。示波器即会捕捉到输出电压下降信号,测量电压在下降之前的过冲值,在各种条件下多关闭几次电源(每种条件下关闭不少于三次),取其中最大
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