电源评价方法.docx
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电源评价方法
电源评估方法
目录
1.0目的---------------------------------------------------6
2.0适用范围----------------------------------------------------6
3.0评估项目---------------------------------------------------6
4.0评估所用仪器、设备--------------------------------------6
5.0静态电气性能评估--------------------------------------7
5.1输出稳压、电压及负载调整率、噪声、效率--------------7
5.2启动电压及最大输入电流-------------------------------------8
5.3容性负载开机---------------------------------------------------8
5.4电压漂移实验--------------------------------------------------9
6.0动态电气性能评估------------------------------------------------9
6.1启动冲击电流---------------------------------------------------------------10
6.2负载动态响应---------------------------------------------------------------10
6.3开关机过冲------------------------------------------------------------------10
6.4输出电压上升时间---------------------------------------------------------10
6.5输出电压跌落时间----------------------------------------------------------10
6.6开机延时---------------------------------------------------------------------10
6.7输出电压保持时间---------------------------------------------------------10
7.0保护电路评估┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅10
7.1短路保护---------------------------------------------------------------------10
7.2输出过流保护---------------------------------------------------------------11
7.3输出过压保护---------------------------------------------------------------11
7.4输入过、欠压保护---------------------------------------------------------12
7.5过温保护---------------------------------------------------------------------12
7.6非正常负载测试------------------------------------------------------------12
8.0元器件应力分析----------------------------------------------------12
8.1概述---------------------------------------------------------------------------13
8.2温度应力---------------------------------------------------------------------13
8.3电压应力---------------------------------------------------------------------14
8.4电流应力---------------------------------------------------------------------15
8.5变压器磁饱和测试----------------------------------------------------------15
8.6最大占空比测试------------------------------------------------------------15
8.7功耗应力------------------------------------------------------------------15
9.0环路稳定性评估-------------------------------------------------------17
9.1测试条件---------------------------------------------------------------------17
9.2评估方法-------------------------------------------------------------------------17
10.0MTBF（平均间隔失效时间）预估-----------------------------------18
10.1概述-------------------------------------------------------------------------18
10.2定义-------------------------------------------------------------------------18
10.3电解电容寿命预测-------------------------------------------------------18
11.0加速寿命试验-----------------------------------------------------------20
11.1试验目的-------------------------------------------------------------------19
11.2试验对象-------------------------------------------------------------------20
11.3试验条件及方法----------------------------------------------------------20
11.4失效判据-------------------------------------------------------------------20
12.0安全性能检测------------------------------------------------------------21
12.1抗电强度测试-------------------------------------------------------------21
12.2泄漏电流测试-------------------------------------------------------------21
12.3绝缘电阻测试--------------------------------------------------------------21
12.4接地电阻测试--------------------------------------------------------------21
12.5放电测试--------------------------------------------------------------------22
13.0环境实验-------------------------------------------------------------------------------22
13.1高温工作实验--------------------------------------------------------------22
13.2低温工作实验--------------------------------------------------------------23
13.3高、低温循环工作实验--------------------------------------------------23
13.4高温贮存实验----------------------------------------------------------24
13.5低温贮存实验----------------------------------------------------------24
13.6高温高湿实验----------------------------------------------------------24
13.7跌落实验--------------------------------------------------------------------25
13.8振动实验--------------------------------------------------------------------25
13.9电源开、关机循环实验--------------------------------------------------25
14.0EMC测试----------------------------------------------------------------26
15.0结构、工艺检查----------------------------------------------------------26
15.1直流电源线可靠性试验--------------------------------------------------26
15.2输出插头寿命试验--------------------------------------------------------27
15.3AC插头寿命试验---------------------------------------------------------27
15.4外形尺寸--------------------------------------------------------------------27
16.0引用和参考件------------------------------------------------------------28
附表一：
容性负载开机方案表----------------------------------------------29
1.0目的
本方法阐述了电源评估各项目进行的方法，其目的是为电源评估活动提供一个依据，使电源评估活动能够顺利、准确地进行。
2.0适用范围
本方法适用于测试部对电源进行的评估试验。
在测试条件中未提及温度时，温度即为室温。
3.0评估项目
静态电气性能评估动态电气性能评估保护电路评估
元器件应力分析环路稳定性评估MTBF（平均间隔失效时间）预估
安全性能检测环境试验加速寿命试验EMC测试结构、工艺检查。
4.0评估所用仪器、设备
设备名称
型号、规格
设备名称
型号、规格
万用表
FLUKE45
FLUKE189
电子负载
DH2790
DH2794-1
3311A
示波器
V-1565
TDS3012
LT322
直流电源
PS3003
MDS-604
WYK-6010
WYK-10020
刻度电流表
C31-A
L31/1-A
开关电源
ZYT4820等
数字钳表
2004
AC电源
6220
电量测量仪
PF9804
绝缘电阻测试仪
CS2612
数据采集/
开关单元
Agilent
34970A
多点温度记录仪
SH526-RDD
高低频杂音
测试仪
QZY-11
高温箱
CS101-3E
CS101-1E
隔离变压器
3000VA
接地电阻测试仪
CS2678
调压器
TDGC2-5
泄漏耐压测试仪
CS2675
设备名称
型号、规格
设备名称
型号、规格
振动测试仪
D-150-1
泄漏电流测试仪
7611
G/E系列高低温交变湿热试验箱
EL-02AGP
低温箱
冰柜
传导测试仪
ER55C/LS16
滑线变阻器
BX-7-12
BX-7-16
抗扰度综合测试仪
TRANSIENT2000
启动电流
测试工装
5.0静态电气性能评估
5.1输出稳压、电压及负载调整率、噪声、效率
5.1.1测试条件
a．分别在室温、工作温度上限值及下限值情况下。
b．输出负载分别为小载、额定负载（有些电源还应做最大负载）。
c．输入电压分别为额定电压、输入电压范围上限值及下限值。
5.1.2评估方法
a．先在室温下，对电源进行交调测试（具体方法见《电源测试方法》的5.4），同时在额定负载下，测量各输入电压下的纹波、噪声以及效率。
b．然后分别在工作温度的上限值与下限值条件下，如a一样进行测试。
c．如产品技术要求计算稳压精度或负载调整率，则应测量额定输入电压及半载下的各路输出电压值。
d．所有项目的测试结果都应符合产品技术要求。
5.2启动电压及最大输入电流
5.2.1测试条件
a．启动电压测量时电源输出为小载及满载。
b．最大输入电流在最低输入电压、满载条件下测量。
5.2.2评估方法
一、启动电压测试
a．先给电源带小载。
b．把输入电压从零慢慢升高，直到电源输出正常，记录此时输入电压。
c．再给电源带满载。
d．同b一样测试启动电压。
e．启动电压都必须小于输入电压范围的下限值。
二、最大输入电流测试
a．给电源带上满载。
b．并输入最低电压，测量此时的输入电流，此即为最大输入电流。
5.3容性负载起机
5.3.1测试条件
a．输出各种负载,输入电压为高、中、低压。
b．试验温度分别为室温、工作温度上、下限值。
5.3.2评估方法
a．在室温条件下，先让电源的各路输出同时带上附表一（容性负载起机方案表）中的相应容性负载，然后在额定输入电压及输入电压上、下限，输出各种负载组合条件下开启电源。
b．如电源不起机，应具体分析是哪路容性负载不起机，如使用的是电子负载，使用纯电阻负载进行验证。
c．有的输出不能短路，应考虑是否能作容性负载起机，具体应与产品负责人商讨。
5.4电压漂移试验
5.4.1测试条件
a．输入电压为额定值。
b．电源输出负载为满载。
c．试验温度：
产品技术要求的最高工作温度。
5.4.2评估方法
a．让电源在以上条件下工作，确认电源工作正常。
b．在电源工作到0.5小时测量其输出电压，然后每隔一小时测量一次输出电压，电源持续工作8.5小时，记录9次数据。
c．为了确保数据的准确，应使用四位半或以上精度的电压表进行测量。
d．最后计算出电源的最大电压漂移量（电压的最大变化量除以0.5h时的输出电压值）,其值不应大于0.5%。
6.0动态电气性能评估
6.1启动冲击电流
按照《电源测试方法》5.3分别在冷机、热机条件下，测量启动冲击电流并记录波形，测试值必须符合产品技术要求。
6.2负载动态响应
按照《电源测试方法》5.10条测试负载动态响应并记录波形，测试值必须符合产品技术要求。
6.3开关机过冲
按照《电源测试方法》5.10条测试开关机过冲并记录波形，测试值必须≤5%或依照产品技术要求。
6.4输出电压上升时间
按照《电源测试方法》5.13测量这两个项目并记录波形，测试值必须符合产品技术要求。
6.5输出电压跌落时间
按照《电源测试方法》5.14测量这两个项目并记录波形，测试值必须符合产品技术要求。
6.6开机延时
按照《电源测试方法》5.11测量并记录波形，测试值必须符合产品技术要求。
6.7输出电压保持时间
按照《电源测试方法》5.12测量并记录波形，测试值必须符合产品技术要求。
7.0保护电路评估
7.1短路保护
7.1.1测试条件
a．输入电压为上限值或依产品技术要求。
b．所有输出均满载或依照产品技术要求。
7.1.2评估方法
a．先让电源工作，再把其相应输出端短路，短路时间依照产品技术要求，电源不应损坏，且释放短路后电源应工作正常。
b．先把电源相应输出短路，然后开启电源，时间同a，电源不应损坏，去掉短路后电源应工作正常。
c．产品技术要求写明输出端可长时间短路的电源，需用示波器测出短路电流的最大值及平均值并保存波形。
短路电流不应对相关元器件造成过应力。
7.2输出过流保护
7.2.1测试条件
a．输入电压为额定电压或依产品技术要求。
7.2.2评估方法
a.让电源工作，由小到大调节输出电流，直到符合测试条件（输出电流增大不了或输出电压刚好超出范围下限或电源关断）。
b．此时的最大输出电流即为限流值，此电流值不应小于最大负载电流的1.05倍，且应满足产品技术要求。
7.3输出过压保护
7.3.1输出过压保护
a．输入电压为额定电压或依产品技术要求。
b．输出负载依产品技术要求。
7.3.2评估方法
a．依据《电源测试方法》第5.16条测量输出过压值。
b．此值必须在技术要求范围内。
7.4输入过、欠压保护
7.4.1测试条件
a．电源分别输出小载、满载或依产品技术要求。
7.4.2评估方法
a．按照《电源测试方法》第5.15条进行测试。
b．输入过、欠压值必须符合产品技术要求。
7.5过温保护
7.5.1测试条件
a．输入电压为全电压范围或依产品技术要求。
b．电源输出负载为满载。
7.5.2评估方法
a．用温度计探测感温元件感温点的温度。
b．把电源放入温箱中，并把温箱温度调到OTP触发前大概10℃，让电源保持工作至少一小时。
c．然后慢慢调高温箱温度（2℃/min），直到电源的OTP发生保护，此时温度计探测到的温度即为过温保护点。
d．电源的温度保护限值必须符合产品技术要求，且应是OTP发生作用。
7.6非正常负载测试
7.6.1测试条件
a．高温、常温、低温工作环境。
b．额定输入电压及输入电压上、下限。
c．电源输出：
至少有一路具有非正常负载（空载）的输出组合。
7.6.2评估方法
a．此项测试针对最小负载为非空载输出的电源进行测试。
b．在上述测试条件下进行开关机测试。
c．在电源正常工作后，按7.6.1.c进行负载转换。
d．进行以上测试后要求电源仍可正常工作、无损坏。
8.0元器件应力分析
8.1概述
这一部份提供一个明确的指导原则，目的是评估使用在电子设备中之元件的减额，以保证有足够的安全界限，在评估之前应明确相关元器件的技术特性（如最高耐压、最大功耗、最高结温、最大电流、温度等级等）。
目前元器件应力我们评估的有三个部份：
温度应力，电压应力，电流应力；这三种应力都应在静态与瞬态两种情况下进行测试。
8.2温度应力
8.2.1测试条件
a．输入电压分别为上限值、下限值。
b．输出满载。
c．环境温度：
常温。
8.2.2评估方法
a．首先确定需要进行温度应力测试的元器件，如：
所有电感、变压器的绕线及磁芯、所有的功率半导体器件、所有塑胶件、外壳、大电容、浪涌吸收回路的器件、功率电阻、热敏电阻、温度开关、接插件及PCB等。
b．让电源在测试条件下分别工作，测量以上元器件的温度。
c．元器件实际结合面温度=温升+工作温度上限值（如规格无要求则为45℃）。
温升=测量的元器件温度（T测量）—测试环境温度（T环境）。
d．对于半导体器件，必须计算其实际结温，算法如下：
实际结温=实际结合面温度+功耗XRθJC
或实际结温=环境温度+功耗XRθJA
其中RθJC：
半导体结到外壳的热阻；RθJA：
半导体结到环境的热阻。
e．所有元器件的温度降额系数=实际结合面温度/额定（最大）结合面温度；
半导体器件的温度降额系数=实际结温/允许的最高结温
以上温度降额系数都应满足《元器件降额准则》的要求。
f．温度开关的实际结合面温度应低于其保护温度范围。
g．绕线、塑胶类元器件温度不能超过以下限值。
其中：
T=T测量-T环境+T工作上限
温度等级
温度限值
A
90℃
E
105℃
B
110℃
F
130℃
H
155℃
8.3电压应力
8.3.1测试条件
a．输入电压：
最高电压。
b．直流输出负载：
满载及小载。
c．环境温度：
室温。
8.3.2评估方法
a．首先确定需要进行电压应力测试的元器件，如：
所有分立半导体器件（有稳压管处除外）、输出电容、IC辅助供电、大电容、浪涌吸收回路的器件等。
b．分别在一般条件、负载跃迁、输出短路、电源开/关机、输出过压保护及非正常负载输出情况下测试，记录其最大电压的电压波形。
c．对于不合格项，则应记录所有不合格情况的测试条件。
d．各元器件的电压应力[=实际最高电压值/额定（最高）电压值]应符合《元器件降额准则》。
8.4电流应力
8.4.1测试条件
a．输入电压：
最低电压及最高电压。
b．负载情况：
最大负载。
8.4.2评估方法
a．首先确定需要进行电流应力测试的元器件，如：
保险管、整流桥、大电容、变压器、开关管（Ids）、半导体、整流管、热敏电阻、接插件等。
b．在规定的测试条件下，分别在一般条件、负载跃迁、输出短路、电源开/关情况下测试。
c．观察主开关管的Ids电流波形，看是否有磁芯饱和现象。
d．所有元器件电流应力[=实际最高电流值/额定（最高）电流值]均应满足《元器件降额准则》要求。
8.5变压器磁饱和测试
目的：
评估变压器工作中的最大磁感应强度是否达到其饱和磁感应强度及磁感应强度的余额，以保证有足够的安全界限（仅针对正激式电源）。
8.5.1测试条件
a．输入电压分别为上限值、下限值。
b．输出满载。
c．环境温度为工作温度上限值。
8.5.2评估方法：
a．用示波器观察开关管VDS波形。
b．在规定的测试条件下，分别在一般条件、负载跃迁、输出短路、电源开/关机情况下测试，记录开关管最大导通时间Ton。
c．在变压器规格书中查找出铁芯截面积Sc，初级绕组匝数N1，根据磁芯材料查出磁芯在实际工作温度下（依据温度应力测试数据）的饱和磁感应强
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