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開(kāi)(kāi)關(guān)(guān)電源適配器的性能指標和測試方法
發(fā)(fā)布時(shí)(shí)間:2022-09-26 12:15:14 瀏覽次數:1750 作者:admin 返回列表

開(kāi)(kāi)關(guān)(guān)電源適配器的性能指標和測試方法

開(kāi)(kāi)關(guān)(guān)電源適配器的設計、制造及品質(zhì)(zhì)管理等測試需要精密的電子儀器設備來(lái)(lái)模擬電源供應器實(shí)(shí)際工作時(shí)(shí)之各項特性(亦即為各項規格),并驗證能否通過(guò)(guò)。開(kāi)(kāi)關(guān)(guān)電源有許多不同的組成結構(單輸出、多輸出、及正負極性等)和輸出電壓、電流、功率之組合,因此需要具彈性多樣化的測試儀器才能符合眾多不同規格之需求。

當驗證電源適配器的品質(zhì)(zhì)時(shí)(shí),下列為一般的功能性測試項目,詳細說(shuō)(shuō)明如下:

*功能(Functions)測試:

?輸出電壓調整(Hold-on Voltage Adjust)

?電源調整率(Line Regulation)

?負載調整率(Load Regulation)

?綜合調整率(Conmine Regulation)

?輸出漣波及雜訊(Output Ripple & Noise, RARD)

?輸入功率及效率(Input Power, Efficiency)

?動(dòng)(dòng)態(tài)(tài)負載或暫態(tài)(tài)負載(Dynamic or Transient Response)

?電源良好/失效(Power Good/Fail)時(shí)(shí)間

?起動(dòng)(dòng)(Set-Up)及保持(Hold-Up)時(shí)(shí)間

*保護動(dòng)(dòng)作(Protections)測試:

?過(guò)(guò)電壓保護(OVP, Over Voltage Protection)

?短路保護(Short)

?過(guò)(guò)電流保護(OCP, Over Current Protection)

?過(guò)(guò)功率保護(OPP, Over Power Protection)

*安全(Safety)規格測試:

?輸入電流、漏電電流等

?耐壓絕緣: 電源輸入對地,電源輸出對地;電路板線(xiàn)(xiàn)路須有安全間距。

?溫度抗燃:零組件需具備抗燃之安全規格,工作溫度須於安全規格內。

?機殼接地:需於0.1歐姆以下,以避免漏電觸電之危險。

?變壓輸出特性:開(kāi)(kāi)路、短路及最大伏安(VA)輸出

?異常測試:散熱風(fēng)(fēng)扇停轉、電壓選擇開(kāi)(kāi)關(guān)(guān)設定錯誤

*電磁兼容(Electromagnetic Compliance)測試:

電源供應器需符合CISPR 22、CLASS B之傳導與幅射的4dB馀裕度,電源供應器需在以下三種負載狀況下測試:

每個(gè)(gè)輸出為空載、每個(gè)(gè)輸出為50%負載、每個(gè)(gè)輸出為100%負載。

?傳導干擾/免疫:經(jīng)(jīng)由電源線(xiàn)(xiàn)之傳導性干擾/免疫

?幅射干擾/免疫:經(jīng)(jīng)由磁場(chǎng)(chǎng)之幅射性干擾/免疫

*可靠性(Reliability)測試:

老化壽命測試:高溫(約50-60度)及長(cháng)(cháng)時(shí)(shí)間(約8-24小時(shí)(shí))滿(mǎn)(mǎn)載測試。

*其他測試:

?ESD:Electrostatic Discharge靜電放電(人或物體經(jīng)(jīng)由直接接觸或間隔放電引起)在2-15KV之ESD脈波下,

待測物之每個(gè)(gè)表面區域應執行連續20次的靜電放電測試,電源供應器之輸出需繼續工作而不會(huì )(huì )產(chǎn)(chǎn)生突波(Glitch)

或中斷(Interrupt),直接ESD接觸時(shí)(shí)不應造成過(guò)(guò)激(Overshoot)或欠激(Undershoot)之超過(guò)(guò)穩壓范圍的狀況、及過(guò)(guò)電壓保護(OVP)、過(guò)(guò)電流保護(OCP)等。另外,於ESD放電電壓在高達25KV下,應不致造成元件故障(Failure)。

?EFT:Electrical Fast Transient or burst一串切換雜訊經(jīng)(jīng)由電源線(xiàn)(xiàn)或I/O線(xiàn)(xiàn)路之傳導性干擾(由供電或建筑物內引起)。

?Surge:經(jīng)(jīng)由電源線(xiàn)(xiàn)之高能量暫態(tài)(tài)雜訊干擾(電燈之閃動(dòng)(dòng)引起)。

?VD/I:Dips and Interrupts電源電壓下降或中斷(電力分配系統之故障或失誤所引起,例如供電過(guò)(guò)載或空氣開(kāi)(kāi)關(guān)(guān)跳動(dòng)(dòng)所引起)

?Inrush: 開(kāi)(kāi)機輸入沖擊電流,開(kāi)(kāi)關(guān)(guān)電源對供電系統的影響。

第一部份:開(kāi)(kāi)關(guān)(guān)電源測試規范

電源指標的概念、定義

一. 描述輸入電壓影響輸出電壓的幾個(gè)(gè)指標形式。

1.絕對穩壓系數。

A.絕對穩壓系數:表示負載不變時(shí)(shí),穩壓電源輸出直流變化量△U0與輸入電網(wǎng)(wǎng)變化量△Ui之比。既:K=△U0/△Ui。

B.相對穩壓系數:表示負載不變時(shí)(shí),穩壓器輸出直流電壓Uo的相對變化量△Uo與輸出電網(wǎng)(wǎng)Ui的相對變化量△Ui之比。S=△Uo/Uo / △Ui/Ui

2. 電網(wǎng)(wǎng)調整率。它表示輸入電網(wǎng)(wǎng)電壓由額定值變化+-10%時(shí)(shí),穩壓電源輸出電壓的相對變化量,有時(shí)(shí)也以絕對值表示。

3. 電壓穩定度。負載電流保持為額定范圍內的任何值,輸入電壓在規定的范圍內變化所引起的輸出電壓相對變化△Uo/Uo(百分值),稱(chēng)(chēng)為穩壓器的電壓穩定度。

二. 負載對輸出電壓影響的幾種指標形式。

1. 負載調整率(也稱(chēng)(chēng)電流調整率)。在額定電網(wǎng)(wǎng)電壓下,負載電流從零變化到最大時(shí)(shí),輸出電壓的最大相對變化量,常用百分數表示,有時(shí)(shí)也用絕對變化量表示。

2. 輸出電阻(也稱(chēng)(chēng)等效內阻或內阻)。在額定電網(wǎng)(wǎng)電壓下,由于負載電流變化△IL引起輸出電壓變化△Uo,則輸出電阻為Ro=|△Uo/△IL| 歐。

三. 紋波電壓的幾個(gè)(gè)指標形式。

所謂紋波電壓,是指輸出電壓中50赫或100赫的交流分量,通常用有效值或峰值表示。經(jīng)(jīng)過(guò)(guò)穩壓作用,可以使整流濾波后的紋波電壓大大降低,降低的倍數反比于穩壓系數S 。

問(wèn)(wèn)題:如何測量電源紋波?

回答: 可以先用示波器將整個(gè)(gè)波形捕獲,然后將關(guān)(guān)心的紋波部分放大來(lái)(lái)觀(guān)(guān)察和測量(自動(dòng)(dòng)測量或光標測量均可),同時(shí)(shí)還要利用示波器的F

FT功能從頻域進(jìn)(jìn)行分析。

1. 最大紋波電壓。在額定輸出電壓和負載電流下,輸出電壓的紋波(包括噪聲)的絕對值的大小,通常以峰峰值或有效值表示。

2. 紋波系數Y(%)。在額定負載電流下,輸出紋波電壓的有效值Urms與輸出直流電壓Uo之比,既y=Umrs/Uo x100%

3. 紋波電壓抑制比。在規定的紋波頻率(例如50HZ)下,輸出電壓中的紋波電壓Ui~與輸出電壓中的紋波電壓Uo~之比,即:紋波電壓抑制比=Ui~/Uo~ 。

這里聲明一下:噪聲不同于紋波。紋波是出現在輸出端子間的一種與輸入頻率和開(kāi)(kāi)關(guān)(guān)頻率同步的成分,用峰-峰(peak to peak)

值表示,一般在輸出電壓的0.5%以下;噪聲是出現在輸出端子間的紋波以外的一種高頻成分,也用峰-峰(peak to peak)值

表示,一般在輸出電壓的1%左右。紋波噪聲是二者的合成,用峰-峰(peak to peak)值表示,一般在輸出電壓的2%以下。

第二部份:開(kāi)(kāi)關(guān)(guān)電源測試方法

一. 耐電壓(HI.POT,ELECTRIC STRENGTH ,DIELECTRIC VOLTAGE WITHSTAND)KV

1.1 定義:于指定的端子間,例如:I/P-O/P,I/P-FG,O/P-FG間,可耐交流之有效值,漏電流一般可容許10毫安,時(shí)(shí)間1分鐘。

1.2 測試條件:Ta:25攝氏度;RH:室內濕度。

1.3 說(shuō)(shuō)明:

1.3.1 耐壓測試主要為防止電氣破壞,經(jīng)(jīng)由輸入串入之高壓,影響使用者安全。

1.3.2 測試時(shí)(shí)電壓必須由0V開(kāi)(kāi)始調升,并于1分鐘內調至最高點(diǎn)(diǎn)。

1.3.2 放電時(shí)(shí)必須注意測試器之Timer設定,于OFF前將電壓調回 0V。

1.3.3 安規認證測試時(shí)(shí),變壓器需另行加測,室內 ,溫度25攝氏度,RH:95攝氏度,48HR,后測試變壓器初/次級與初級/CORE。

1.3.5生產(chǎn)(chǎn)線(xiàn)(xiàn)測試時(shí)(shí)間為1秒鐘。

二.紋波噪聲(漣波雜訊電壓)(Ripple & Noise)%,mv

2.1定義:

直流輸出電壓上重疊之交流電壓成份最大值(P-P)或有效值。

2.2測試條件:I/P: Nominal,O/P : Full Load,Ta : 25℃

2.3說(shuō)(shuō)明:

2.3.1示波器之GND線(xiàn)(xiàn)愈短愈好,測試線(xiàn)(xiàn)得遠離PUS。

2.3.2使用1:1之Probe。

2.3.3 Scope之BW一般設定于20MHz,但是對于目前的網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )產(chǎn)(chǎn)品測試紋波噪聲最好將BW設為最大。

2.3.4 Noise與使用儀器,環(huán)(huán)境差異極大,因此測試必須表明測試地點(diǎn)(diǎn)。

2.3.5測試紋波噪聲以不超過(guò)(guò)原規格值 +1%Vo。

三.漏電流(洩漏電流)(Leakage Current)mA

3.1定義:

輸入一機殼間流通之電流(機殼必須為接大地時(shí)(shí))。

3.2測試條件:I/P:Vin max.×1.06(TUV)/60Hz,Vin max.(UL1012)/60Hz,O/P: No Load/Full Load,Ta: 25 ℃

3.3說(shuō)(shuō)明:

3.3.1 L,N均需測。

3.3.2UL1012 R值為1K5。

TUV R值為2K/0。15uF。

3.3.3漏電流規格TUV:3。5mA,UL1012:5mA。

四.溫度測試(Temperature Test)

4.1定義:溫度測試指PSU于正常工作下,其零件或Case溫度不得超出其材質(zhì)(zhì)規格或規格定值。

4.2測試條件:I/P: Nominal,O/P: Full Load,Ta : 25℃

4.3測試方法:

4.3.1將Thermo Coupler(TYPE K)穩固的固定于量測的物體上(速干、Tape或焊接方式)。

4.3.2 Thermo Coupler于末端絞三圈后焊成一球狀測試。

4.3.3我們一般用點(diǎn)(diǎn)溫計測量。

4.4測試零件:

熱源及易受熱源影響部分

例如:輸入端子、Fuse、輸入電容、輸入電感、濾波電容、橋整、熱敏、突波吸收器、輸出電容、輸出電容、輸出電感、變壓器、鐵芯、繞線(xiàn)(xiàn)、散熱片、大功率半導體、Case、熱源零件下之P.C.B.……。

4.5零件溫度限制:

4.5.1零件上有標示溫度者,以標示之溫度為基準。

4.5.2其他未標示溫度之零件,溫度不超過(guò)(guò)P.C.B.之耐溫。

4.5.3電感顯示個(gè)(gè)別申請安規者,溫升限制65℃Max(UL1012),75℃ Max(TUV)。

五.輸入電壓調節率(Line Regulation), %

5.1定義:

輸入電壓在額定范圍內變化時(shí)(shí),輸出電壓之變化率。

Vmax-Vnor

Line Regulation(+)=------------------

Vnor

Vnor-Vmin

Line Regulation(-)=------------------

Vnor

Vmax-Vmin

Line Regulation="----------------"

Vnor

Vnor:輸入電壓為常態(tài)(tài)值,輸出為滿(mǎn)(mǎn)載時(shí)(shí)之輸出電壓。

Vmax:輸入電壓變化時(shí)(shí)之最高輸出電壓。

Vmin:輸入電壓變化時(shí)(shí)之最低輸出電壓。

5.2測試條件:

I/P:Min./Nominal/Max

O/P:Full Load

Ta:25℃

5.3說(shuō)(shuō)明:

Line Regulation 亦可直接Vmax-Vnor與Vmin-Vnor之±最大

值以mV表示,再配合Tolerance%表示。

六.負載調節率 (Load Regulation)%

6.1定義:

輸出電流于額定范圍內變化(靜態(tài)(tài))時(shí)(shí),輸出電壓之變化率。

|Vminl-Vcent|

Line Regulation(+)=------------------×100%

Vcent

|Vcent-VfL|

Line Regulation(-)=------------------×100%

Vcent

|VminL-VfL|

Line Regulation(%)=----------------×100%

Vcent

VmilL:最小負載時(shí)(shí)之輸出電壓

VfL:滿(mǎn)(mǎn)載時(shí)(shí)之輸出電壓

Vcent:半載時(shí)(shí)之輸出電壓

6.2測試條件:

I/P:Nominal

O/P:Min./Half/Full Load

Ta:25℃

6.3Load Regulation亦可直接Vmin.L-Vcent與Vcent-Vmax.之±最大

值以mV表示,再配合Tolerance%表示。

第三部分 測試報告要求的項目:

對于電源部品認定測試, 測試報告要求提供測試數據及結論。來(lái)(lái)料檢可根據要求減少測試項目,對于測試不合格品的應該表明不合格的測試項。

一. 輸入特性。

1. 工作輸入電壓和電壓變動(dòng)(dòng)范圍。

2. 輸入電壓的頻率和頻率變動(dòng)(dòng)范圍。

3. 額定輸入電流。是指在輸入電壓和輸出電流在額定條件時(shí)(shí)的電流。

4. 輸入下陷和瞬間停電。這是一種輸入電壓瞬間時(shí)(shí)下降或瞬斷的狀態(tài)(tài),要用額定輸出電壓和電流加以限定。測試的指標為電壓和時(shí)(shí)間。

5. 沖擊電流。

6. 漏電流。

7. 效率。因為該指標與發(fā)(fā)熱有關(guān)(guān),因此散熱時(shí)(shí)要考慮效率。

8. 測試中要標明輸入采用單相2線(xiàn)(xiàn)式還是3相三線(xiàn)(xiàn)式。

二. 輸出特性。

1. 額定輸出電壓。

2. 額定輸出電流。

3. 穩壓精度。

1) 電壓穩定度。

2) 電流調整率。

3) 紋波噪聲。包括最大紋波電壓;最大紋波噪聲電壓。

4. 瞬間電流變動(dòng)(dòng)導致的輸出電壓的變動(dòng)(dòng)值。

三. 附屬功能要求。

1. 過(guò)(guò)流保護。

2. 過(guò)(guò)壓保護。

3. 輸入欠壓保護。

4. 過(guò)(guò)熱保護。

5. 絕緣電阻。輸入端與殼體;輸入端子和輸出端子;輸出端子和殼體。

6. 絕緣電壓。打高壓:輸入與輸出、輸入和地、輸入AC兩級之間,根據國家標準制定高壓值。

四. 結構規格。

1. 形狀條件:如外包裝機殼的有無(wú)(wú)等。

2. 確定外型尺寸和尺寸公差。

3. 安裝條件:安裝位置、安裝孔、等。

4. 冷卻條件:強制或自冷以及通風(fēng)(fēng)方向,風(fēng)(fēng)量和孔徑尺寸。

5. 接口位置和標志。

6. 操作零部件(輸出電壓可調電阻、開(kāi)(kāi)關(guān)(guān)、指示燈)的位置和提示文字的位置。

7. 重量。

五. 使用環(huán)(huán)境條件。

1. 溫度。

2. 濕度。

3. 耐振動(dòng)(dòng)、沖擊。

六. 其它條件。

1. 輸入噪聲。

2. 浪涌。

3. 靜電噪聲(有外殼的有要求)


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