开关电源测试剖析

目录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、浪涌电流测试5、电压调整率测试6、负载调整率测试7、输入缓慢变动测试8、纹波及噪声测试9、上升时间测试10、下降时间测试11、开机延迟时间测试12、关机维持时间测试13、输出过冲幅度测试14、输出暂态响应测试15、过流保护测试16、短路保护测试开关电源常规测试17、过压保护测试18、重轻载变化测试19、输入电压变动测试20、电源开关循环测试21、元件温升测试/22、高温操作测试23、高温高湿储存测试24、低温操作测试25、低温储存测试26、低温启动测试27、温度循环测试28、冷热冲击测试29、绝缘耐压测试30、跌落测试31、绝缘阻抗测试32、额定电压输出电流测试1.POWERFACTOR&EFFICIENCYTEST/功率因素和效率测试一、目的:测试S.M.P.S.的功率因素POWERFACTOR,效率EFFICIENCY(规格依客户要求设计).二.使用仪器设备:(1).ACSOURCE/交流电源;(2).ELECTRONICLOAD/电子负载;(3).DIGITALVOLTAGEMETER(DVM)/数字式电压表;(4).ACPOWERMETER/功率表;三.测试条件:四、测试方法:(1).依规格设定测试条件:输入电压,频率和输出负载.(2).从POWERMETER读取PinandPF值,并读取输出电压,计算Pout.(3).功率因素=PIN/(Vin*Iin),效率=Pout/Pin*100%；五.测试回路图:Temp.环境温度ACINPUT/输入电压Freq./输入频率OUTPUTLOADSETUPoC90V/115V/132V47Hz-63HzMAX.LOAD/最大负载180V/230V/264VVACSOURCEELECTRONICLOAD待测品POWERMETERSWITCHGNDVo2.ENERGYEFFICIENCYTEST/能效测试一、目的:测试S.M.P.S.能效值是否满足相应的各国能效等级标准要求(规格依各国标准要求定义).二.使用仪器设备:(1).ACSOURCE/交流电源;(2).ELECTRONICLOAD/电子负载;(3).ACPOWERMETER/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、1/4max.load、2/4max.load、3/4max.load、max.load五种负载条件.四、测试方法:(1).在测试前将产品在在其标称输出负载条件下预热30分钟.(2).按负载由大到小顺序分别记录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).在空载时仅需记录输入功率(Pin)与输入电流(Iin).(4).计算115Vac/60Hz与230Vac/50Hz时的四种负载的平均效率,该值为能效的效率值五、标准定义:CEC/美国EPA/澳大利亚及新西兰的能效规格值标准(IV等级)；(1).IV等级效率的规格是:1).Po1W,AverageEff.≥0.5*Po;2).1≤Po≤51W,AverageEff.≥0.09*Ln(Po)+0.5;3).Po51,AverageEff.≥0.85.(2).输入空载功率的规格是:1).0Po≤250W,Pin≤0.5W;(3).Po为铭牌标示的额定输出电压与额定输出电流的乘积;(4).实际测试的平均效率值和输入空载功率值需同时满足规格要求才可符合标准要求.六、计算方法举例：(1).12V/1A的能效效率=(0.09*ln12+0.5)*100%=(0.09*2.4849+0.5)*100%=72.36%;(2).输入功率≤0.5W;3.ACI/PCURRENTTEST/输入电流测试一、目的:测试S.M.P.S.之输入电流有效值INPUTCURRENT(规格依客户要求设计)..二.使用仪器设备:(1).ACSOURCE/交流电源;(2).ELECTRONICLOAD/电子负载;(3).ACPOWERMETER/功率表;三.测试条件:四、测试方法:(1).依规格设定测试条件:输入电压,频率和输出负载;(2).从功率计中记录ACINPUT电流值;五.测试回路图:Temp.环境温度ACINPUT/输入电压Freq./输入频率OUTPUTLOADSETUPoC90V/115V/132V47Hz-63HzMAX.LOAD/最大负载180V/230V/264VACSOURCEELECTRONICLOAD待测品POWERMETERSWITCHGNDVo4.INRUSHCURRENTTEST/浪涌电流测试一、目的:测试S.M.P.S.输入浪涌电流INRUSHCURRENT,是否符合SPEC.要求.二.使用仪器设备:(1).ACSOURCE/交流电源;(2).ELECTRONICLOAD/电子负载;(3).OSCILLOSCOPE/示波器;三.测试条件:(1).依SPEC.所要求(通常定义输入电压为100-240Vac/50-60Hz).四、测试方法:(1).依SPEC.要求设定好输入电压,频率,將待测品输出负载设定在MAX.LOAD.(2).SCOPECH2接CURRENTPROBE,用以量测INRUSHCURRENT,CH1设定在DCMode,VOLTS/DIV设定视情况而定,CH1作为SCOPE之TRIGGERSOURCE,TRIGGERSLOPE设定为+,TIME/DIV以5mS为较佳,TRIGGERMODE设定为NORMAL.(3).CH1则接到AC输入电压.(4).以上设定完成后POWERON,找出TRIGGER动作电流值(AT90o或270oPOWERON).五、注意事项:(1).冷开机(COLD-START):需在低(常)温环境下且BULKCap.电荷须放尽,以及热敏电阻亦处于常温下,然后仅能第一次开机,若需第二次开机须再待电荷放尽才可再开机测试.(2).OSCILLOSCOPE需使用隔离变压器.六、测试回路图:Hz47/63Ch1Ch2待测品ACSOURCEOSCILLOSCOPEELECTRONICLOADCURRENTPROBESWITCHGNDVo4.INRUSHCURRENTTEST/浪涌电流测试Hz47/63Fig1InrushCurrent--240Vac(50Hz)@CC=0.5AInrushCurrentInputVoltage5.LINEREGULATIONTEST/电压调整率测试一、目的:测试S.M.P.S.OUTPUTLOAD一定而ACLINE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).ACSOURCE/交流电源;(2).ELECTRONICLOAD/电子负载;(3).DIGITALVOLTAGEMETER(DVM)/数字式电压表;三.测试条件:四、测试方法:(1).依规格设定测试负载LOAD条件.(2).调整输入电压ACLINE和频率FREQUENCY值.(3).记录待测品输出电压值是否在规格内.(4).Linereg.=(输出电压的最大值(Vmax.)-输出电压的最小值(Vmin.))/Vratevolt.*100%.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).电压调整率值是输出负载不变,输入电压变动时计算的值.Temp.环境温度ACINPUT/输入电压Freq./输入频率OUTPUTLOADSETUPoC90V/115V/132V47Hz-63HzMAX.LOAD/最大负载MIN.LOAD/最小负载180V/230V/264V6.LOADREGULATIONTEST/负载调整率测试一、目的:测试S.M.P.S.在ACLINE一定而OUTPUTLOAD变动时,其输出电压跟随变动之稳定性(常规定义≤±5%).二.使用仪器设备:(1).ACSOURCE/交流电源;(2).ELECTRONICLOAD/电子负载;(3).DIGITALVOLTAGEMETER(DVM)/数字式电压表;三.测试条件:四、测试方法:(1).依规格设定测试输入电压ACLINE和频率FREQUENCY值.(2).调整输出负载LOAD值(3).记录待测品输出电压值是否在规格内.(4).Loadreg.=(输出电压的最大/小值(Vmax/min.)-输出电压的额定值(Vrate))/Vratevolt.*100%.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).负载调整率值是输入电压不变,输出负载变动时计算的值.Temp.环境温度ACINPUT/输入电压Freq./输入频率OUTPUTLOADSETUPoC90V/115V/132V47Hz-63HzMAX.LOAD/最大负载MIN.LOAD/最小负载180V/230V/264V7.BROWNOUT&RECOVERYTEST/输入缓慢变动测试一、目的:验证当输入电压偏低情形发生时,待测品需能自我保护,且不能有损坏现象;二.使用仪器设备:(1).ACSOURCE/交流电源;(2).ELECTRONICLOAD/电子负载;(3).ACPOWERMETER/功率表;三.测试条件:(1).依SPEC.要求:设定输入电压为90Vac或180Vac和输出负载Max.load;四、测试方法:(1).将待测品与输入电源和电子负载连接好,且设定好输入电压和输出负载;(2).逐步调降输入电压,每次3Vac/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3Vac/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.8.RIPPLE&NOISETEST/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).ACSOURCE/交流电源;(2).ELECTRONICLOAD/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&NOISEA: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.ABC8.RIPPLE&NOISETEST/纹波及噪声测试Fig2Ripple&Noise--90Vac(60Hz)@CC=0.5A9.RISETIMETEST/上升时间测试一、目的:测试S.M.P.S.POWERON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).ACSOURCE/交流电源;(2).ELECTRONICLOAD/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ACVOLTAGE,FREQUENCYANDLOAD.(2).SCOPE的CH1接Vo,并设为TRIGGERSOURCE,LEVEL设定在Vo的60%~80%较为妥当,TRIGGERSLOPE