电子产品测试项目内容Word下载.docx
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●軍事用(-40~125℃)------軍事用途,如飛彈、戰艦、坦克中所用到的POWER
不同的溫度範圍,所選用的零件就不相同,其價格當然也不同
2.SwitchingPowerSupplyBuildingBlocks:
ACOUT
專有名詞解釋:
a﹒PWM:
PulseWidthModulator脈波寬度調變器
b﹒CCM:
連續模式(一般設計都屬於此模式)
c﹒DCM:
不連續模式
3.SPS常用之架構和種類:
3.1.依輸出/輸入使用的電壓高低可分為:
(適用於非隔離的環境*)
*所謂非隔離的環境:
如同下列所提的環境,都是自己形成一個系統,輸入與輸出共地,不會與其他的系統連線,而且接地良好,不會對使用者有漏電的危險,例如其中所提的系統輸入都屬於低電壓輸入,而且使用者接觸的機殼都是接地(GROUND),沒有被電到的危險。
(a).降壓式(Buck):
輸入比輸出高,例如卡車之車用冰箱中的POWER將24V轉12V
Fig.2-1
(b).升壓式(Boost):
輸入比輸出低,例如電擊棒將電池電壓9V升高為1000V
Fig.2-2
(c).降升壓式(Buck-Boost):
輸入比輸出低或高,例如汽車充電器充筆記型電腦19V電池,而汽車電池有轎車12V及卡車24V兩種
Fig.2-3
(線路動作原理請參見相關SPS基本原理說明)
3.2.一般常用架構可分為:
(適用於需隔離的環境*)
*所謂需隔離的環境:
用專業術語來說就是──輸入與輸出不共地,例如帛漢的DC/DC使用於網路卡,而網路連線就是一個典型的隔離環境,因為兩部電腦的輸入接地不一定相同(插頭不一定插同一向),如果使用非隔離的電源,將會天下大亂,而且會有因兩部電腦地的電位不同,造成兩部電腦間大電流流動,而使保險絲燒毀。
(a).自激式(FreeRunning):
0.5W~50W
自激式一般稱為RCC線路,是返馳式的其中一種架構,其震盪頻率隨負載而變:
輕載時振盪頻率高,重載時震盪頻率低。
(b).返馳式(Fly-Back):
3W~200W
在此將其定義為常見的定頻式PWM(脈波寬度調變式)架構,其脈波寬度隨負載而變:
輕載時脈波寬度窄,重載時脈波寬度寬。
能量轉移是靠N-MOSQ1ON時先存於主變壓器T1的GAP中,N-MOSQ1OFF時,主變壓器的能量,經由D1傳到輸出電容C1。
而Rs則是用來偵測輸出瓦數,達到保護的目的。
Fig.2-4
(c).順向式(Forward):
60W~300W
順向式(Forward)的動作原理與返馳式(Fly-Back)接近,唯其能量是於Q1ON時先經由D1存於CHOKEL1中(T1沒有GAP),Q1OFF時,L1的能量經由D2傳到輸出電容C1。
注意T1的磁滯曲線只在第一相限活動。
Fig.2-5
(d).推挽式(Push-Pull):
150W~600W(Half-Bridge)
600W以上(Half-Bridge)
推挽式(Push-Pull)的動作原理則又與前饋式(Forward)接近,只是T1的磁滯曲線則在第1&3相限活動。
Fig.2-6
3.3.一般種類可分為:
(a).ACtoDC(Adapter):
常用於日常生活中,如計算機、筆記型電腦、無線電話機、充電器…
(b).DCtoAC(Inverter):
如筆記型電腦中背光板燈管用電源
(c).DCtoDC(Converter):
如帛漢現有產品5V轉9V
(d).ACtoAC(Converter):
如變頻器、電子式安定器……
4.常見之規格內容及名詞解釋:
一般規格區分為以下內容:
●AC或DC輸入要求……………………………….………….(4.1).
●AC或DC輸出要求………………………………………....(4.2).
●異常使用保護(Protection)……………………………….(4.3).
●操作環境要求(OperationEnvironment)………………..(4.4).
●Safety(安規)及各國國家標準……………………………….(4.5).
●EMIConduction(電磁傳導)&
Radiation(電磁輻射)…(4.6).
●MTBF(MeanTimeBeforeFailure)可靠度要求………….(4.7).
●機構…………………………………………………………..(4.8).
●名詞解釋…………………………………………………….(4.9).
現分述如下:
4.1.AC或DC輸入要求:
(a).InputVoltageRange:
輸入電壓範圍(V),最低~最高,例如:
台灣、美國為90~Vac,歐洲、大陸則為180~264Vac.若為Universal則為90~264Vac。
(b).InputFrequency:
輸入AC電源的頻率(Hz),視各國發電機系統而定,例如:
日本為50Hz,台灣為60Hz,歐洲、大陸為50Hz。
(c).InrushCurrent:
輸入突波電流(A),指開機瞬間或剛插插頭時,流過電源線的尖波電流,通常於冷開機狀態下測得為標準。
造成的原因是SMPS輸入端有電容,開機瞬間電容需要充電而形成類似短路,於是產生尖波電流,需要於輸入回路加入熱敏電阻予以限制,否則會造成斷路器跳脫。
一般要求:
115Vac時=30AMax.,而230Vac時=60AMax.。
(d).Max.InputCurrent:
最大輸入電流(A),出現於最低輸入電壓時,通常加入10%誤差。
算法為:
Max.InputCurrent(A)=
輸出瓦數
X100%
VinMin.*Efficiency*Cosθ*0.9
*該電流值被要求寫在LABEL上。
(e).InputEfficiency:
輸入效率(%),例如:
輸出瓦數=5W,輸入瓦數=10W,則效率=5/10,即為50%。
InputEfficiency(%)=
輸入瓦數
*輸入瓦數係從瓦特表讀到的實功率值,不含功率因數的虛功率(Cosθ)
(f).ACInputPowerFactor:
交流功率因數(Cosθ),表示輸入電壓與電流的相位差,一般SMPS的輸入阻抗為電容性(因輸入有一個大電容),電壓波形將落後電流波形,而馬達類產品則呈現電感性,電壓波形將超前電流波形;
這種使電壓與電流不同相位,將對發電廠造成虛功率,其值的大小為該相位差角度取Cos值,例如:
有一部SMPS使AC輸入電壓波形落後電流波形45°
,則Cosθ=0.707,表示若發電廠供應100瓦交流電力(電表讀到)給該SMPS,則實際功率只有70.7瓦,如果該SMPS的效率為50%,則輸出端得到的功率輸出為35.35瓦,意思就是說當我們於該SMPS輸出端負載35.35瓦,對發電廠來說是100瓦的負載(電表讀到)。
而一般未加功率因數補償的SMPS,在AC115V時Cosθ=0.6,AC230V時Cosθ=0.5,甚至更低,不難想像為歐洲要要求SMPS加入功率因數補償線路。
附註:
功率因數補償線路分為主動式(Active)與被動式(Pasive),主動式的Cosθ=0.9Min.,而被動式的Cosθ=0.7Typ.
4.2.AC或DC輸出要求:
(a).OutputAccuracy:
輸出電壓容許誤差值(%),一般為5%,輸出電壓簡稱Vo
(b).Max.Load:
最大輸出負載電流(A),亦即為該SMPS設計的最大輸出瓦數,因為P=V*I,例如:
一部5V的SMPS,標示最大輸出負載電流Io=2A,即表示最大持續輸出瓦數=10W.
(c).Min.Load:
最小輸出負載電流(A),標示最小的輸出負載電流,表示該SMPS為維持輸出電壓穩定,所需的最小輸出電流,Adapter的Min.Load為0A.
(d).PeakLoad:
短時間輸出負載電流(A),簡稱:
Ipeak,表示該SMPS可允許短時間的輸出負載電流,通常時間為30秒,而負載為Max.Load的1.2~1.5倍,視負載的產品而不同。
例如傳真機Ipeak為Io的5倍左右,ExternalHardDisk為1.4倍左右。
(e).OutputRipple:
漣波(mV),由於SMPS本身是靠連續不停的振盪,有一個基本震盪頻率,每一個週期都有ON與OFF,輸出電容不停的充放電,於是輸出電壓上就重疊著一個交流的成分,稱為漣波。
該漣波隨負載大小而變,一般為輸出電壓值的1%,例如:
5V輸出時,漣波規格為50mVMax.
(f).OutputNoise:
雜訊(mV),以前面SMPS架構中的Fly-Back為例,可以看到初級端有MOSQ1,次極端有DiodeD1,在每一個週期ON/OFF時,由於半導體的特性,當打開或關閉時,都會有上升與下降的時間延遲,而在ON/OFF轉態時,MOSQ1與DiodeD1會有一極短暫的時間是同時ON,此時就電路而言會產生很大的電流通過Q1、D1,於是在輸出電壓上產生雜訊,這同時也是EMI不良的兇手,一般的SMPS很難克服這問題,都是靠輸出端再串一級L─C濾波(參見塊圖),而且規範測試時,示波器頻寬要小於20MHz,並且需要並聯電容,這實在是不得已的。
(g).Hold-UpTime:
維持時間(mS),當AC輸入電壓OFF(關機、停電)時,輸出電壓維持正常的持續時間,通常標示為20mS/@115Vac,60HzFullLoad,該值是由輸入電容與變壓器的圈比來決定,電容越大維持時間越長。
(h).RiseTime:
輸出上升時間(mS),輸出電壓從10%爬升到90%的時間,通常為50mS.
(i).PowerGoodSignal:
輸出OK(mS),一般PC用到多組輸出,為使各電路運作正常,於是需要於開機時,有一個齊步走的訊號,代表各個電壓已完全正常。
該訊號的規格為;
比+5V延遲100~500mS。
(j).PowerFailSignal:
輸出Fail(mS),與PowerGood是同一個訊號PIN,當電源OFF時該訊號需提早歸零,通知CPU電源已經OFF了,趕快將該存的資