开关电源测试总规范

开关电源测试总规范培训教材概述此规范主要是重点介绍我公司产品电性能常规测试（生产测试）的项目内容、测试方法和判断标准。引用的国家标准为《YD/T731-2002测试标准》，具体的测试指标需参照产品规格书要求。目的及适用范围为规范通信电源一次模块的常规测试（含一次电源的测试项目、测试条件、测试说明、测试方法及判定标准等）特制定本规范。本规范适用于物料品质中心所认证的各种一次电源。名词解释输入启动冲击电流：也叫浪涌电流，当输入电压按规定时间间隔接通或断开时，输入电流达到稳定状态前所通过的最大瞬时电流功率因数：交流输入有功功率与交流输入实在功率之比为功率因数稳压精度：也叫输出电压精度或电压可变率，是在出现改变输出电压的因素时，输出电压的变动量与额定输出电压的百分比纹波：是出现在输出端子间的一种与输入频率和开关转换频率同步的成分，用峰－峰值表示，常规要求纹波应在输出电压的0.5%以下开关电源测试总规范噪声：是出现在输出端子间的纹波以外的一种高频噪声成分，用峰-峰值表示，通常要求噪声在输出电压的1%左右电磁兼容性（EMC）：是指电气装置或系统在共同的电磁环境条件下，既不受电磁环境的影响，也不给环境以影响。常用的测试仪器设备调压器：量程需满足电源规格要求的最大输入电压范围，输出功率需满足待测电源的最大功率要求。示波器：数字示波器、模拟示波器万用表：FLUKE系列电子负载：博技电子负载、Chroma电子负载电量测试仪、直流电源、电流表等设备常规测试项目、测试方法及判定标准输入电压范围测试说明：测试一次电源正常工作的输入电压范围，在该范围内一次电源稳定工作测试方法：按上图连线方式将电源测试线路连接好，调节调压器使输入电压在上/下限（一般要求为额定值电压的85%~110%）分别输入时，被测电源分别在全负载范围内变化的情况下，均能正常起机并能正常工作，可以判定为此项测试合格。交流输入过/欠压保护测试说明：电源产品在监视电网电压过高/过低变化时，为保证其自身安全工作，因此它要具备有交流输入过/欠压保护功能。测试方法：（如图1）图1：一次电源测试连线图万用表万用表被测电源～220VAC可调负载装置调压器调节调压器使输入电压慢慢升高，当被测电源告警或关机（无输出）时记录此电压值即为该电源的过压保护点，回调后使其正常工作，此电压值即为它的过压保护恢复点。同样调节调压器使输入电压慢慢降低，当被测电源告警或关机（无输出）时记录此电压值即为该电源的欠压保护点，回调后使其正常工作，此电压值即为它的欠压保护恢复点。判断标准：标准要求为输入过压保护点应不低于额定值的115%，输入欠压保护点应不高于额定值的80%，具体的保护电压值需参照产品规格书的要求。启动冲击电流测试说明：启动冲击电流是指被测电源在输出满载的条件下，输入电压在规定时间内接通和断开时，输入电流在达到稳定状态前的最大瞬间电流值。测试方法：调节电子负载使被测电源满载，在规定时间内连续开/关机5次，用数字示波器和电流探头电流采样，5次采样数据中最大的电流值即为该产品的启动判断标准：标准要求输入启动冲击电流峰值需不大于额定输入电流有效值的150%，对于有特殊要求的电源，以产品规格书指标为判据。注意事项：1）启动冲击电流指起机时电网对模块输入电容充电的电流，在有些情况下，由于X、Y电容造成的尖峰电流不应计为冲击电流。2）输入启动冲击电流要冷启动测量，每测量一次要关机2分钟左右，防止由于热敏电阻存在造成启动电流越来越大。整机效率和功率因数测试说明：测试条件为输入电压为额定电压，输出负载为满载。测试方法：整机效率为被测电源在额定输入电压输出满载时，输出电流（I0）和输出电压（V0）的乘积得出该电源的输出功率，然后与输入端功率计显示的输入有功功率的百分比，为整机的输出效率。功率因数为输入有功功率与输出实在功率（V1×I1）的比值。图2：效率及功率因数测试线路被测电源～220VAC可调负载装置调压器电压表电压表电流表IiViIoVo电流表功率计功率计判断标准标准要求整机功率不小于1500W的电源，它的整机效率应不小于90%，其功率因数应不小于0.92；整机功率小于1500W的电源，其整机效率应不小于85%，功率因数应不小于0.95。具体的实际判断标准以产品规格书要求为准。输入电压调整率测试说明：输入电压调整率又叫线性调整率、源效应等，是指电源在输出满载的条件下，输入电压全范围变化时输出电压偏离输出电压整定值的百分比。测试方法：输出带满载的情况下，调节调压器使输入电压分别为上限电压、额定电压和下限电压时，取三组输出电压数值（U1、U0、U2）然后根据计算公式：输入电压调整率={(U-U0)/U0}×100％得出被测电源的电压调整率，公式中‘U’为U1和U2相对于U0变化最大的值。判断标准：标准要求电源产品的电压调整率应不超过输出电压整定值的±0.1%，具体要求的值可参考产品规格书。负载调整率测试说明：负载调整率为输入电压为额定值时，输出负载在全范围变化引起输出电压波动不应超过一定的范围。测试方法：输入电压取额定值输入时，输出负载分别带最小载、半载和满载时，记录三组输出电压值（U1、U0、U2），然后根据计算公式：负载调整率={(U-U0)/U0}×100％得出被测电源的负载调整率，公式中‘U’为U1和U2相对于U0变化最大的值。判断标准：标准要求电源产品的负载调整率应不超过输出电压整定值的±0.5%。具体要求的值需参考产品规格书。稳压精度测试说明：输入电压在该电源的全范围内变化，输出负载电流在最小载和满载范围内变化，测试输出电压偏离整定值的百分比。测试方法：先取电源在额定值输入、输出半载时的输出电压整定值（U0）。然后取被测电源在输入下限电压，负载在小载和满载之间变化时，输出电压相对输出电压整定值变化最大的电压值（U1）。再取然后取被测电源在输入上限电压，负载在小载和满载之间变化时，输出电压相对输出电压整定值变化最大的电压值（U2）。最后根据计算公式：稳压精度={(U-U0)/U0}×100％，公式中‘U’为U1和U2相对于U0变化最大的值。判断标准：标准要求电源产品的稳压精度应不超过输出电压整定值的±0.6%，具体要求数值可参考产品规格书。开关机过冲幅度测试说明：开关机过冲幅度是指电源在开机或关机时，引起直流电压变化的最大峰峰值。测试方法：利用面板开关或输入开关开机或关机，用数字示波器的单机触发功能监测输出电压在开机/关机过程中产生的过冲幅度。判断标准：标准要求电源产品的开关机过冲幅度最大不应超过输出电压整定值的±10%。启动时间测试说明：在额定输入电压和额定负载的条件下，输出电压上升到额定输出电压值的时间。测试方法：用双通道数字示波器分别测量输入电压和输出电压（注意应有一个通道采用高压探头，并避免输入和输出的共地），测试输入电压建立和输出电压上升稳定到额定输出电压的时间为启动时间。判断标准：标准要求电源产品的启动时间应在3~10秒范围内，具体的值可参考产品规格书。负载动态响应.测试说明：电源在额定输入电压时，输出负载呈周期性变化引起输出电压的变化量。测试方法：调节输入电压为额定值，输出电压设为额定输出电压时，将输出直流电子负载设置为额定负载的25%~50%~25%和50%~75%~50%之间周期性变化，负载变化时间和负载变化速率可参考产品规格书要求的参数设置，然后利用数字示波器监测被测电源的直流输出电压的变化波形，从而计算出电压幅度变化量、超调量及恢复时间。数字存储示波器被测电源数字万用表调压器交流输入直流数字万用表直流负载电流表图3：动态负载响应测试接线图判断标准：标准要求电源产品负载动态响应其恢复时间不应大于200us，其超调量不应超过输出电压整定值得±5%。（恢复时间是指输出电压上升至大于稳压精度处开始，恢复至小于等于并再不超过稳压精度处为止的这段时间）均流并机性能测试（均分负载）测试说明：此性能指多个同型号电源一起并机工作时，电源自身电路或系统监控单元控制，使其应能做到均分负载的功能。测试方法：将多个同型号电源产品的输出端并接在一起，然后逐个打开电源的输入控制开关，调节输出电子负载使其分别为额定负载的50%和100%，分别记录各个电源产品的输出电流值，然后计算出各个电源产品并机工作时的均流不平衡度。判断标准：标准要求电源产品的并机均流不平衡度应不超过输出额定电流值的±5%，具体要求的数值可参考产品规格书。纹波与噪声测试说明：纹波是指电源输出端上叠加的一种与输入频率和开关转换频率同步的成分；噪声是指出现在输出端子间纹波以外的一种高频杂音。下图为开关电源的纹波噪声示意图：测试方法：被测电源在额定输入电压和额定输出负载时，用示波器检测叠加在直流输出端的纹波噪声。判断标准：标准要求电源在0~20MHZ频带内，其纹波噪声应小于或等于200mv。具体要求的数值可参考产品规格书。输出电压调节范围和输出过欠压保护测试说明：此项测试内容为根据客户要求和需要而增加的一项测试项目，具体的设定值也是根据客户要求来设定的。测试方法：被测电源在额定输入电压和50%额定输出负载的条件下，调节输出电压微调电阻，使其输出电压慢慢上升，直到电源告警或关闭输出时，记录该电压值即为欠压保护点。同理，可得出该电源的输出过压保护点。噪声纹波噪声纹波输入工频周期图3.开关电源的纹波噪声示意图判定标准：输出电压范围应满足的性能指标，输出过欠压保护点可参考产品规格书的要求。输出限流及短路功能测试说明：开关电源产品应有直流输出电流限制性能，当直流输出电流达到限流值时，模块应进入限流工作状态。同样，电源还应具有输出短路保护功能，当模块输出短路时，模块应进入保护状态，当故障排除后，模块应能恢复正常工作。电源限流主要有以下几种方式：▲▲UoIoIU限流型限流和截止型的组合▲▲UoIoIU减流型▲▲UoIoIU截止型▲▲UoIoIU图5：限流特性判断标准：标准要求电源产品限流保护范围应在其额定输出电流的105%~110%之间，具体的数值可参考产品规格书。（输出短路保护功能测试仅限于有此功能的电源产品进行测试，短路方式分两种：先将输出短路，然后开机；先开机，然后将输出短路，两种方式电源均要求能保护且电源不损坏，方可判定合格）容性负载特性测试目的：测试模块带容性负载能力，特别是启动过程中，输出电压的上升特性和启动后的稳定能力。测试说明：一般测试用的容性负载大小可按额定输出电流大小决定，通常为最大容性负载按1000UF/A计算，最小容性负载按100UF/A计算，当电源的输出额定负载大于10A时，按10A计算它的容性负载大小。