开关电源32个检测项目，检测方法及检测设备(上)
开关电源是电器的必要条件。本文详细介绍了32个常见的开关电源检测项目、检测方法和仪器，内容较多。今天，我们将介绍16个项目，其余16个项目将在明天介绍。
32个开关电源检测项目：
1.功率因素和效率测试 2.平均效率测试 3.输入电流测试 4.浪涌电流试验 5.测试电压调节率 6.负载调整率测试 7.输入变化缓慢 8.纹波及噪声测试 9.测试上升时间 测试下降时间 11.启动延迟时间测试 12.关机维护时间测试 13.输出过冲幅度测试 14输出临态响应测试 过流保护试验 短路保护试验 17.过压保护试验 18、重轻载变化测试 19输入电压变化测试 20.电源开关循环试验 21.元件温升试验/ 22、高温操作试验 23.高温高湿度储存试验 24、低温操作试验 25、低温储存试验 26、低温启动试验 27.温度循环试验 冷热冲击试验 29.绝缘耐压试验 30、跌落测试 31、绝缘阻抗试验 32.额定电压输出电流测试
1.功率因素和效率测试
一、目的: 测试S.M.P.S. 的功率因素POWER FACTOR, 效率EFFICIENCY(规格按客户要求设计).
二. 使用仪器设备： (1). AC SOURCE / 交流电源; (2). ELECTRONIC LOAD / 电子负载; (3). DIGITAL VOLTAGE METER (DVM) / 数字电压表； (4). AC POWER METER / 功率表;
三. 测试条件:
四、测试方法： (1). 测试条件按规格设定： 输入电压, 频率和输出负载. (2). 从POWER METER 读取Pin and PF 值, 并读取输出电压， 计算Pout. (3). 功率因素=PIN / (VinIin), 效率=Pout / Pin100%；
五. 测试回路图：
2.能效测试
一、目的: 测试S.M.P.S. 能效值是否符合各国相应的能效等级标准要求(规范按各国标准要求定义).
二. 使用仪器设备： (1). AC SOURCE / 交流电源; (2). ELECTRONIC LOAD / 电子负载; (3). AC POWER METER / 功率表;
三. 测试条件: (1). 输入电压条件为115Vac/60Hz和230Vac/50Hz与220Vac/50Hz/60Hz条件. (2). 输出负载条件为空载，1/4 max. load、2/4 max. load、3/4 max. load、max. load五种负载条件.
四、测试方法： (1).测试前，在标称输出负载下预热产品30分钟. (2). 115载由大到小的顺序记录115Vac/60Hz与230Vac/50Hz输入时的输入功率(Pin),输入电流(Iin),输出电压(Vo), 功率因素(PF)，然后计算各条件负载的效率. (3). 空载时只需记录输入功率(Pin)与输入电流(Iin). (4).计算115Vac/60Hz与230Vac/50Hz四种负载的平均效率为能效的效率值
五、标准定义： CEC / 美国EPA / 澳大利亚和新西兰的能效标准(IV等级)； (1). IV等级效率规格为： 1).Po<1W, Average Eff.≥0.5Po; 2).1≤Po≤51W,Average Eff.≥0.09Ln(Po) 0.5; 3).Po>51,Average Eff.≥0.85. (2). 输入空载功率的规格为：1）.0<Po≤250W, Pin≤0.5W; (3). Po额定输出电压和额定输出电流为铭牌标记的乘积； (4) .实际测试的平均效率值和输入空载功率值必须满足标准要求.
六、计算方法举例： (1).12V/1A的能效效率=(0.09*ln12 0.5 )100%= (0.092.4849 0.5)*100%=72.36%; (2). 输入功率≤ 0.5W
- 输入电流测试
一、目的: 测试S.M.P.S. 输入电流的有效值INPUT CURRENT(规格按客户要求设计).
二. 使用仪器设备： (1). AC SOURCE / 交流电源; (2). ELECTRONIC LOAD / 电子负载; (3). AC POWER METER / 功率表;
三. 测试条件:
四、测试方法： (1). 测试条件按规格设定： 输入电压, 频率和输出负载； (2). 记录在功率计中AC INPUT 电流值;
4.浪涌电流测试
一、目的: 测试S.M.P.S. 输入浪涌电流INRUSH CURRENT, 是否符合SPEC.要求.
二. 使用仪器设备： (1). AC SOURCE / 交流电源; (2). ELECTRONIC LOAD / 电子负载; (3). OSCILLOSCOPE / 示波器;
三. 测试条件: (1).依SPEC. 要求(输入电压通常定义为100-240Vac/50-60Hz).
四、测试方法： (1). 依SPEC. 设置输入电压， 频率, 设置待测试输出负载MAX. LOAD. (2). SCOPE CH2 接CURRENT PROBE, 用以量测INRUSH CURRENT, CH1设定在DC Mode, VOLTS/DIV 视情况而定， CH1 作为SCOPE 之TRIGGER SOURCE, TRIGGER SLOPE 设定为" ", TIME/DIV 以5mS 为较佳, TRIGGER MODE 设定为"NORMAL". (3). CH1 则接到AC 输入电压. (4). 上述设置完成后POWER ON, 找出TRIGGER 动作电流值(AT 90o 或270o POWER ON).
五、注意事项： (1). 冷开机(COLD-START): 在低(常)温环境下，BULK Cap.电荷必须放尽， 而且热敏电阻也在下， 然后只能第一次启动， 如果需要第二次启动，待电荷放电后才能启动测试. (2). OSCILLOSCOPE 隔离变压器需要使用.
六、测试回路图：
- 测试电压调节率
一、目的: 测试S.M.P.S. OUTPUT LOAD 一定而AC LINE 变动时, 其输出电压跟随变动之稳定性(常规定义≤1%).
二. 使用仪器设备： (1). AC SOURCE / 交流电源; (2). ELECTRONIC LOAD / 电子负载; (3). DIGITAL VOLTAGE METER (DVM) / 数字电压表；
三. 测试条件:
四、测试方法： (1). 测试负载按规格设置LOAD 条件. (2). 调整输入电压AC LINE 和频率FREQUENCY 值. (3). 记录待测试产品的输出电压值是否在规格内. (4). Line reg.=(输出电压最大值(Vmax.)-输出电压的最小值(Vmin.))/Vrate volt.*100%.
五. 注意事项: (1). 待测品热机在测试前， 在输出电压稳定后进行测试. (2). 输出负载不变，输入电压变化时计算的电压调节率值.
6.负载调整率测试
一、目的: 测试S.M.P.S. 在AC LINE 一定而OUTPUT LOAD 变动时, 其输出电压的稳定性随变化而变化(常规定义)≤±5%).
二. 使用仪器设备： (1). AC SOURCE / 交流电源; (2). ELECTRONIC LOAD / 电子负载; (3). DIGITAL VOLTAGE METER (DVM) / 数字电压表；
三. 测试条件:
四、测试方法： (1). 测试输入电压按规定设置AC LINE 和频率FREQUENCY 值. (2). 调整输出负载LOAD 值 (3). 记录待测试产品的输出电压值是否在规格内. (4). Load reg.=(输出电压最大/小值(Vmax/min.)-输出电压的额定值(Vrate))/Vrate volt.*100%.
五. 注意事项: (1). 待测品热机在测试前， 在输出电压稳定后进行测试； (2). 负载调整率值是输入电压不变，输出负载变化时计算的值.
- 测试输入缓慢变化
一、目的: 验证输入电压低时， 待测品需要自我保护， 无损坏；
二. 使用仪器设备： (1). AC SOURCE / 交流电源; (2). ELECTRONIC LOAD / 电子负载; (3). AC POWER METER / 功率表;
三. 测试条件: (1). 依SPEC. 要求: 输入电压为90Vac 或180Vac 和输出负载Max. load;
四、测试方法： (1). 将待测产品与输入电源和电子负载连接起来， 设定好输入电压和输出负载; (2). 逐步调降输入电压, 每次3 Vac/每分钟. (3). 记录电压值(包括输入电压和输出电压), 直到待测品自动当机为止. (4). 设定好输入电压为0Vac,逐步调升输入电压, 每次3 Vac/每分钟, 直到待测品输出电压达到正常规格为止,记录电压启动时输出电压和输入电压值.
五、注意事项: (1). 待测品在正常操作情况下不应有任何不稳动作发生, 以及失效情形; (2). 产品当机和启动时的输入电压需小于输入电压范围下限值.
- 纹波及噪声测试
一、目的: 测试S.M.P.S. 直流输出电压之纹波RIPPLE 及噪声NOISE(规格定义常规为≤输出电压的1%);
二. 使用仪器设备: (1). AC SOURCE / 交流电源; (2). ELECTRONIC LOAD / 电子负载; (3) OSCILLOSCOPE / 示波器; (4) TEMP. CHAMBER / 温控室;
三. 测试条件: 各种LINE 和LOAD 条件及温度条件, 各种输入电压& 输出负载(Min.-MAX. LOAD).
四、测试方法: (1). 按测试回路接好各测试仪器,设备,以及待测品,测试电源在各种LINE 和LOAD,及温度条件之RIPPLE &NOISE(下图为一典型输出RIPPLE & NOISE A: RIPPLE+NOISE; B: RIPPLE; C: NOISE
五、注意事项: (1). 测试前先将待测输出并联SPEC. 规定的滤波电容, (通常为10uF/47uF电解电容;或钽电容及0.1uF陶瓷电容) 频宽限制依SPEC. 而定(通常为20MHz). (2). 应避免示波器探头本身干扰所产生的杂讯.
9.上升时间测试
一、目的: 测试S.M.P.S. POWER ON 时,各组输出从10% ~ 90% POINT 之上升时间(常规定义为≤20mS).
二. 使用仪器设备: (1). AC SOURCE / 交流电源; (2). ELECTRONIC LOAD / 电子负载; (3). OSCILLOSCOPE / 示波器
三. 测试条件:
四、测试方法: (1). 依规格设定AC VOLTAGE, FREQUENCY AND LOAD . (2). SCOPE 的CH1 接Vo, 并设为TRIGGER SOURCE, LEVEL 设定在Vo 的60% ~ 80% 较为妥当, TRIGGER SLOPE 设定在"+", TIME/DIV 和VOLTS/DIV 则视输出电压情况而定. (3). 用CURSOR 中"TIME", 量测待测品各组输出从电压10% 至90% 之上升时间.
五. 注意事项: 测试前先将待测品处于冷机状态,待BUCK Cap. 电荷放尽后进行测试.
- 下降时间测试
一、目的: 测试S.M.P.S. POWER ON 时,各组输出从90% ~ 10% POINT 之下降时间(常规定义≥5mS);
二. 使用仪器设备: (1). AC SOURCE / 交流电源; (2). ELECTRONIC LOAD / 电子负载; (3). OSCILLOSCOPE / 示波器
三. 测试条件:
四、测试方法: (1). 依规格设定AC VOLTAGE, FREQUENCY AND LOAD. (2). SCOPE 的CH1 接Vo, 并设为TRIGGER SOURCE, LEVEL 设定在Vo 的60% ~ 80% 较为妥当, TRIGGER SLOPE 设定在"-",TIME/DIV 和VOLTS/DIV 则视输出电压情况而定; (3). 用CURSOR 中"TIME", 量测待测品各组输出从电压90% 至10% 之下降时间.
五. 注意事项: 测试前先将待测品热机, 待其输出电压稳定后再进行测试.
- 开机延迟时间测试
一、目的: 测试S.M.P.S. POWER ON 时, 输入电压AC LINE 与输出之时间差(常规定义为≤3000mS).
二. 使用仪器设备: (1). AC SOURCE / 交流电源; (2). ELECTRONIC LOAD / 电子负载; (3). OSCILLOSCOPE / 示波器
三. 测试条件:
四、测试方法: (1). 测试时依规格设定AC LINE, FREQUENCY 和输出负载(一般LOW LINE & MAX. LOAD时间最长). (2). OSCILLOSCOPE 的CH1 接Vo 为TRIGGER SOURCE, CH2 接AC LINE. (3). TRIGGER LEVEL 设定在Vo 的60% ~ 80% 间较为妥当, TRIGGER SLOPE 设定在"+",VOLTS/DIV 和TIME/DIV 则视实际情况而定. (4). 用CURSOR 中"TIME", 量测AC ON 至Vo LOW LIMIT 之时间差.
五. 注意事项: (1). 测试前先将待测品处于冷机状态, 待BULK Cap. 电荷放尽后进行测试; (2). 示波器(OSCILLOSCOPE) 需使用隔离变压器.
- 关机维持时间测试
一、目的: 测试S.M.P.S. POWER OFF 时, 输入电压AC LINE 与输出OUTPUT 之时间差(常规定义≥10mS/115Vac & ≥20mS/230Vac );
二. 使用仪器设备: (1). AC SOURCE / 交流电源; (2). ELECTRONIC LOAD / 电子负载; (3). OSCILLOSCOPE / 示波器
三. 测试条件:
四、测试方法: (1). 测试时依规格设定AC LINE, FREQUENCY 和输出负载. (2). OSCILLOSCOPE 的CH1 接Vo 为TRIGGER SOURCE, CH2 接ACLINE. (3). TRIGGER LEVEL 设定在Vo 的60% ~ 80% 间较为妥当, TRIGGER SLOPE 设定在“-”, VOLTS/DIV 和TIME/DIV 则视实际情况而定. (4). 用CURSOR 中"TIME", 量测AC ON 至Vo LOW LIMIT 之时间差.
五. 注意事项: (1). 测试前先将待测品热机, 待其输出电压稳定后再进行测试; (2). 示波器(OSCILLOSCOPE) 需使用隔离变压器.
- 输出过冲幅度测试
一、目的: 测试S.M.P.S. POWER ON 时, 输出DC OUTPUT 过冲幅度变化量(常规定义为≤10%).
二. 使用仪器设备: (1). AC SOURCE / 交流电源; (2). ELECTRONIC LOAD / 电子负载; (3). OSCILLOSCOPE / 示波器;
三. 测试条件: 依SPEC. 所要求,输入电压范围与输出负载(Min. – Max. load).
四、测试方法: (1). 测试时依规格设定AC LINE, FREQUENCY 和输出负载. (2). OSCILLOSCOPE 的CH1 接Vo 为TRIGGER SOURCE; (3). TRIGGER LEVEL 设定在Vo 的60% ~ 80% 间较为妥当, TRIGGER SLOPE 设定在“+” 和“-”, VOLTS/DIV 和TIME/DIV 则视实际情况而定. (4). 用CURSOR 中"VOLT", 量测待测品輸出过冲点与稳定值之关系. (5). ON / OFF 各做十次, 过冲幅度%=△V / Vo *100%;
五、注意事项: 产品在CC与CR模式都需满足规格要求.
- 输出暂态响应测试
一、目的: 测试S.M.P.S. 输出负载快速变化时, 其输出电压跟随变动之稳定性(规格定义电压最大与最小值不超过输出规格的±10%).
二. 使用仪器设备: (1). AC SOURCE / 交流电源; (2). ELECTRONIC LOAD / 电子负载; (3). OSCILLOSCOPE / 示波器;
三. 测试条件: 依SPEC.所规定: 输入电压AC LINE, 变化的负载LOAD, 频率及升降斜率SR/F 值.
四、测试方法: (1). 测试时设定好待测品输入电压AC LINE 和频率FREQUENCY. (2). 测试时设定好待测品输出条件: 变化负载和变化频率及升降斜率. (3). OSCILLOSCOPE CH1 接到OUTPUT 侦测点, 量其电压之变化. (4). CH2 接CURRENT PROBE 测试输出电流, 作为OSCILLOSCOPE 之TRIGGER SOURCE. (5). TRIGGER MODE设定为"AUTO.".
五、注意事项: (1). 注意使用CURRENT PROBE 时,每改变VOLTS/DIV 刻度PROBE 皆须归零ZERO, (2). 须经常对CURRENT PROBE 进行消磁DEGAUSS 和归零ZERO.
- 过流保护测试
一、目的: 测试S.M.P.S. 输出电流过高时是否保护, 保护点是否在规格要求內, 及是否会对S.M.P.S. 造成损伤(常规定义过流点为输出额定负 载的1.2-2.5倍/ CV模式产品初外).
二. 使用仪器设备: (1). AC SOURCE / 交流电源; (2). ELECTRONIC LOAD / 电子负载; (3). OSCILLOSCOPE / 示波器;
三. 测试条件: 依SPEC. 所规定: 输入电压AC LINE 和电子负载.
四、测试方法: (1). 将待测组输出负载设在MAX. LOAD. (2). 以一定的斜率(通常为1.0A/S) 递增, 加大输出电流直至电源保护, 当保护后, 將所加大之电流值递减, 视其输出是否会自动RECOVERY. (3). OSCILLOSCOPE CH2 接上CURRENT PROBE, 以PROBE 检测输出电流. (4). CH1 则接到待测输出电压, 作为USB风扇检测OSCILLOSCOPE 之TRIGGER SOURCE. (5). TRIGGER SLOPE 设定为"-", TRIGGER MODE 设定为"AUTO", TIME/DIV 视情况而定.
五、注意事项: (1). 注意使用CURRENT PROBE 时,每改变VOLTS/DIV 刻度PROBE 皆须归零ZERO, (2). 须经常对CURRENT PROBE 进行消磁DEGAUSS 和归零ZERO. (3). 产品不能有安全危险产生.
- 短路保护测试
一、目的: 测试S.M.P.S. 输出端在开机前或在工作中短路时, 产品是否有保护功能.
二. 使用仪器设备: (1). AC SOURCE / 交流电源; (2). ELECTRONIC LOAD / 电子负载; (3). OSCILLOSCOPE / 示波器; (4). 低阻抗短路夹
三. 测试条件: 依SPEC. 所规定: 输入电压AC LINE 和负载LOAD 值和低阻抗短路夹.
四、测试方法: (1). 依规格设定测试条件: 输入电压AC LINE 和负载LOAD 值(一般为MAX.LOAD). (2). 各组输出相互短路或对地短路, 侦测输出特性. (3). 开机后短路TURN ON THEN SHORT & 短路后开机SHORT THEN TURN ON 各十次.
五、注意事项: (1).当SHORT CIRCUIT 排除之后, 检测待测品是否自动恢复或需重新启动(视SPEC 要求),并测试产品是否正常或有无零件损坏(产品要求应正常). (2). 产品不能有安全危险产生.