開關(guān)電源的性能指標(biāo)和測試規(guī)范.doc

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開關(guān)電源的性能指標(biāo)和測試規(guī)范 第一部分：電源指標(biāo)的概念、定義 一． 描述輸入電壓影響輸出電壓的幾個(gè)指標(biāo)形式。 1． 絕對穩(wěn)壓系數(shù)。 A．絕對穩(wěn)壓系數(shù)：表示負(fù)載不變時(shí)，穩(wěn)壓電源輸出直流變化量△U0與輸入電網(wǎng)變化量△Ui之比。既： K=△U0/△Ui。 B． 相對穩(wěn)壓系數(shù)：表示負(fù)載不變時(shí)，穩(wěn)壓器輸出直流電壓Uo的相對變化量△Uo與輸出電網(wǎng)Ui的相對變化量△Ui之比。急： S=△Uo/Uo / △Ui/Ui 2. 電網(wǎng)調(diào)整率。 它表示輸入電網(wǎng)電壓由額定值變化+-10%時(shí)，穩(wěn)壓電源輸出電壓的相對變化量，有時(shí)也以絕對值表示。 3. 電壓穩(wěn)定度。 負(fù)載電流保持為額定范圍內(nèi)的任何值，輸入電壓在規(guī)定的范圍內(nèi)變化所引起的輸出電壓相對變化△Uo/Uo（百分值），稱為穩(wěn)壓器的電壓穩(wěn)定度。 二． 負(fù)載對輸出電壓影響的幾種指標(biāo)形式。 1． 負(fù)載調(diào)整率（也稱電流調(diào)整率）。 在額定電網(wǎng)電壓下，負(fù)載電流從零變化到最大時(shí)，輸出電壓的最大相對變化量，常用百分?jǐn)?shù)表示，有時(shí)也用絕對變化量表示。 2． 輸出電阻（也稱等效內(nèi)阻或內(nèi)阻）。 在額定電網(wǎng)電壓下，由于負(fù)載電流變化△IL引起輸出電壓變化△Uo，則輸出電阻為 Ro=|△Uo/△IL| 歐。 三． 紋波電壓的幾個(gè)指標(biāo)形式。 1． 最大紋波電壓。 在額定輸出電壓和負(fù)載電流下，輸出電壓的紋波（包括噪聲）的絕對值的大小，通常以峰峰值或有效值表示。 2． 紋波系數(shù)Y（%）。 在額定負(fù)載電流下，輸出紋波電壓的有效值Urms與輸出直流電壓Uo之比，既 y=Umrs/Uo x100% 3． 紋波電壓抑制比。 在規(guī)定的紋波頻率（例如50HZ）下，輸出電壓中的紋波電壓Ui~與輸出電壓中的紋波電壓Uo~之比，即： 紋波電壓抑制比=Ui~/Uo~ 。 這里聲明一下：噪聲不同于紋波。紋波是出現(xiàn)在輸出端子間的一種與輸入頻率和開關(guān)頻率同步的成分，用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在輸出電壓的0.5%以下；噪聲是出現(xiàn)在輸出端子間的紋波以外的一種高頻成分，也用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在輸出電壓的1%左右。紋波噪聲是二者的合成，用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在輸出電壓的2%以下。 四． 沖擊電流。沖擊電流是指輸入電壓按規(guī)定時(shí)間間隔接通或斷開時(shí)，輸入電流達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)前所通過的最大瞬間電流。一般是20A——30A。 五． 過流保護(hù)。是一種電源負(fù)載保護(hù)功能，以避免發(fā)生包括輸出端子上的短路在內(nèi)的過負(fù)載輸出電流對電源和負(fù)載的損壞。過流的給定值一般是額定電流的110%——130%。 六． 過壓保護(hù)。是一種對端子間過大電壓進(jìn)行負(fù)載保護(hù)的功能。一般規(guī)定為輸出電壓的130%——150%。 七． 輸出欠壓保護(hù)。當(dāng)輸出電壓在標(biāo)準(zhǔn)值以下時(shí)，檢測輸出電壓下降或?yàn)楸Ｗo(hù)負(fù)載及防止誤操作而停止電源并發(fā)出報(bào)警信號，多為輸出電壓的80%——30%左右。 八． 過熱保護(hù)。在電源內(nèi)部發(fā)生異?；蛞蚴褂貌划?dāng)而使電源溫升超標(biāo)時(shí)停止電源的工作并發(fā)出報(bào)警信號。 九． 溫度漂移和溫度系數(shù)。 溫度漂移：環(huán)境溫度的變化影響元器件的參數(shù)的變化，從而引起穩(wěn)壓器輸出電壓變化。常用溫度系數(shù)表示溫度漂移的大小。 絕對溫度系數(shù)：溫度變化1攝氏度引起輸出電壓值的變化△UoT，單位是V/℃或毫伏每攝氏度。 相對溫度系數(shù)：溫度變化1攝氏度引起輸出電壓相對變化△UoT/Uo，單位是V/℃。 十． 漂移。 穩(wěn)壓器在輸入電壓、負(fù)載電流和環(huán)境溫度保持一定的情況下，元件參數(shù)的穩(wěn)定性也會(huì)造成輸出電壓的變化，慢變化叫漂移，快變化叫噪聲，介于兩者之間叫起伏。 表示漂移的方法有兩種： 1． 在指定的時(shí)間內(nèi)輸出電壓值的變化△Uot。 2． 在指定時(shí)間內(nèi)輸出電壓的相對變化△Uot/Uo。 考察漂移的時(shí)間可以定為1分鐘、10分鐘、1小時(shí)、8小時(shí)或更長。 只在精度較高的穩(wěn)壓器中，才有溫度系數(shù)和溫漂兩項(xiàng)指標(biāo)。 十一． 響應(yīng)時(shí)間。 是指負(fù)載電流突然變化時(shí)，穩(wěn)壓器的輸出電壓從開始變化到達(dá)新的穩(wěn)定值的一段調(diào)整時(shí)間。 在直流穩(wěn)壓器中，則是用在矩形波負(fù)載電流時(shí)的輸出電壓波形來表示這個(gè)特性，稱為過度特性。 十二． 失真。 這是交流穩(wěn)壓器特有的。是指輸出波形不是正 波形，產(chǎn)生波形畸變，稱為畸變。 十三． 噪聲。按30HZ——18kHZ的可聽頻率規(guī)定，這對開關(guān)電源的轉(zhuǎn)換頻率不成問題，但對帶風(fēng)扇的電源要根據(jù)需要加以規(guī)定。 十四． 輸入噪聲。為使開關(guān)電源工作保持正常狀態(tài)，要根據(jù)額定輸入條件，按由允許輸入外并疊加于工業(yè)用頻率的脈沖狀電壓（0——peak）制定輸入噪聲指標(biāo)。一般外加脈沖寬度為100——800us，外加電壓1000V。 十五． 浪涌。這是在輸入電壓，以1分鐘以上的間隔按規(guī)定次數(shù)加一種浪涌電壓，以避免發(fā)生絕緣破壞、閃絡(luò)、電弧等異常現(xiàn)象。通信設(shè)備等規(guī)定的數(shù)值為數(shù)千伏，一般為1200V。 十六． 靜電噪聲。指在額定輸入條件下，外加到電源框體的任意部分時(shí)，全輸出電路能保持正常工作狀態(tài)的一種重復(fù)脈沖狀的靜電。一般保證5——10KV以內(nèi)。 十七． 穩(wěn)定度。 允許使用條件下，輸出電壓最大相對變化△Uo/Uo 。 十八． 電氣安全要求（GB 4943-90）。 1． 電源結(jié)構(gòu)的安全要求。 1） 空間要求。UL、CSA、VDE安全規(guī)范強(qiáng)調(diào)了在帶電部分之間和帶電部分與非帶電金屬部分之間的表面、空間的距離要求。UL、CSA要求：極間電壓大于等于250VAC的高壓導(dǎo)體之間，以及高壓導(dǎo)體與非帶電金屬部分之間（這里不包括導(dǎo)線間），無論在表面間還是在空間，均應(yīng)有0.1英寸的距離；VDE要求交流線之間有3mm的徐變或2mm的凈空隙；IEC要求：交流線間有3mm的凈空間隙及在交流線與接地導(dǎo)體間的4mm的凈空間隙。另外，VDE、IEC要求在電源的輸出和輸入之間，至少有8mm的空間間距。 2） 電介質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試方法（打高壓：輸入與輸出、輸入和地、輸入AC兩級之間）。 3） 漏電流測量。漏電流是流經(jīng)輸入側(cè)地線的電流，在開關(guān)電源中主要是通過靜噪濾波器的旁路電容器泄露電流。UL、CSA均要求暴露的不帶電的金屬部分均應(yīng)與大地相接，漏電流測量是通過將這些部分與大地之間接一個(gè)1.5K歐的電阻，其漏電流應(yīng)該不大于5毫安。VDE允許：用1.5K歐的電阻與150nP電容并接。并施加1.06倍額定使用電壓，對數(shù)據(jù)處理設(shè)備，漏電流應(yīng)不大于3.5毫安。一般是1毫安左右。 4） 絕緣電阻測試。VDE要求：輸入和低電壓輸出電路之間應(yīng)有7M歐的電阻，在可接觸到的金屬部分和輸入之間，應(yīng)有2M歐的電阻或加500V直流電壓持續(xù)1分鐘。 5） 印制電路板要求。要求是UL認(rèn)證的94V-2材料或比此更好的材料。 2． 對電源變壓器結(jié)構(gòu)的安全要求。 1） 變壓器的絕緣。變壓器的繞組使用的銅線應(yīng)為漆包線，其他金屬部分應(yīng)涂有瓷、漆等絕緣物質(zhì)。 2） 變壓器的介電強(qiáng)度。在實(shí)驗(yàn)中不應(yīng)出現(xiàn)絕緣層破裂和飛弧現(xiàn)象。 3） 變壓器的絕緣電阻。變壓器繞組間的絕緣電阻至少為10M歐，在繞組與磁心、骨架、屏蔽層間施加500伏直流電壓，持續(xù)1分鐘，不應(yīng)出現(xiàn)擊穿、飛弧現(xiàn)象。 4） 變壓器濕度電阻。變壓器必須在放置于潮濕的環(huán)境之后，立即進(jìn)行絕緣電阻和介電強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)，并滿足要求。潮濕環(huán)境一般是：相對濕度為92%（公差為2%），溫度穩(wěn)定在20到30攝氏度之間，誤差允許1%，需在內(nèi)放置至少48小時(shí)之后，立即進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)。此時(shí)變壓器的本身溫度不應(yīng)該較進(jìn)入潮濕環(huán)境之前測試高出4攝氏度。 5） VDE關(guān)于變壓器溫度特性的要求。 6） UL、CSA關(guān)于變壓器溫度特性的要求。 注： IEC——International Electrotechnical Commission VDE——Verbandes Deutcher Electrotechnicer UL——Underwriters’ Laboratories CSA——Canadian Standards Association FCC—— Federal Communications Commission 十九． 無線電騷擾（按照GB 9254-1998測試）。 1． 電源端子騷擾電壓限值。 2． 輻射騷擾限值。 二十． 環(huán)境實(shí)驗(yàn)。 環(huán)境試驗(yàn)是將產(chǎn)品或材料暴露到自然或人工環(huán)境中，從而對它們在實(shí)際上可能遇到的貯存、運(yùn)輸和使用條件下的性能作出評價(jià)。 ⑴ 低溫 ⑵ 高溫 ⑶ 恒定濕熱 ⑷ 交變濕熱 ⑸ 沖撞（沖擊和碰撞） ⑹ 振動(dòng) ⑺ 恒加速 ⑻ 貯存 ⑼ 長霉 ⑽ 腐蝕大氣（例如鹽霧） ⑾ 砂塵 ⑿ 空氣壓力（高壓或低壓） ⒀ 溫度變化 ⒁ 可燃性 ⒂ 密封 ⒃ 水 ⒄ 輻射（太陽或核） ⒅ 錫焊 ⒆ 接端強(qiáng)度 ⒇ 噪聲：微打65DB 二十一． 電磁兼容性試驗(yàn)。 電磁兼容性試驗(yàn)（electromagnetic compatiblity EMC） 電磁兼容性是指設(shè)備或系統(tǒng)在共同的電磁環(huán)境中能正常工作且不對該環(huán)境中 任何事物構(gòu)成不能承受的電磁干擾的能力。 電磁干擾波一般有兩種傳播途徑,要按各個(gè)途徑進(jìn)行評價(jià).一種是以波長長的頻帶向電源線傳播,給發(fā)射區(qū)以干擾的途徑,一般在30MHZ以下.這種波長長的頻率在附屬于電子設(shè)備的電源線的長度范圍內(nèi)還不滿1個(gè)波長，其輻射到空間的量也很少，由此可掌握發(fā)生于電源線上的電壓，進(jìn)而可充分評估干擾的大小，這種噪聲叫做傳導(dǎo)噪聲。 當(dāng)頻率達(dá)到30MHZ以 上，波長也會(huì)隨之變短。這時(shí)如果只對發(fā)生于電源線的噪聲源電壓進(jìn)行評價(jià)，就與實(shí)際干擾不符。因此，采用了通過直接測定傳播到空間的干擾波評價(jià)噪聲大小的方 法，該噪聲就叫做輻射噪聲。測定輻射噪聲的方法有上述按電場強(qiáng)度對傳播空間的干擾波進(jìn)行直接測定的方法和測定泄露到電源線上的功率的方法。 電磁兼容性試驗(yàn)包括以下試驗(yàn)： ① 磁場敏感度：（抗擾性）設(shè)備、分系統(tǒng)或系統(tǒng)暴露在電磁輻射下的不希望有的響應(yīng)程度。敏感度電平越小，敏感性越高，抗擾性越差。固定頻率、峰峰值的磁場 ② 靜電放電敏感度：具有不同靜電電位的物體相互靠近或直接接觸引起的電荷轉(zhuǎn)移。300PF電容充電到-15000V，通過500歐電阻放電?？沙睿磐旰笠?。數(shù)據(jù)傳遞、儲(chǔ)存，不能丟 ③ 電源瞬態(tài)敏感度：包括尖峰信號敏感度（0.5us 10us 2倍）、電壓瞬態(tài)敏感度（10%-30%，30S恢復(fù)）、頻率瞬態(tài)敏感度（5%-10%，30S恢復(fù)）。 ④ 輻射敏感度：對造成設(shè)備降級的輻射干擾場的度量。（14K-1GHZ，電場強(qiáng)度為1V/M） ⑤ 傳導(dǎo)敏感度：當(dāng)引起設(shè)備不希望有的響應(yīng)或造成其性能降級時(shí)，對在電源、控制或信號線上的干擾信號或電壓的度量。（30HZ-50KHZ 3V ，50K-400M 1V） ⑥ 非工作狀態(tài)磁場干擾：包裝箱4.6m 磁通密度小于0.525uT,0.9m 0.525Ut。 ⑦ 工作狀態(tài)磁場干擾：上、下、左、右交流磁通密度小于0.5mT。 ⑧ 傳導(dǎo)干擾：沿著導(dǎo)體傳播的干擾。10KHz-30MHz 60(48)dBuV。 ⑨ 輻射干擾：通過空間以電磁波形式傳播的電磁干擾。10KHz-1000MHz 30 屏蔽室60(54)uV/m。 第二部分 測試方法 一． 耐電壓 （HI.POT,ELECTRIC STRENGTH ,DIELECTRIC VOLTAGE WITHSTAND）KV 1.1 定義:于指定的端子間,例如:I/P-O/P,I/P-FG,O/P-FG間,可耐交流之有效值,漏電流一般可容許10毫安,時(shí)間1分鐘。 1.2 測試條件：Ta：25攝氏度；RH：室內(nèi)濕度。 1.3 測試回路： 1.4 說明： 1．4．1 耐壓測試主要為防止電氣破壞，經(jīng)由輸入串入之高壓，影響使用者安全。 1．4．2 測試時(shí)電壓必須由0V開始調(diào)升，并于1分鐘內(nèi)調(diào)至最高點(diǎn)。 1．4．2 放電時(shí)必須注意測試器之Timer設(shè)定，于OFF前將電壓調(diào)回 0V。 1．4．3 安規(guī)認(rèn)證測試時(shí)，變壓器需另行加測，室內(nèi) ，溫度25攝氏度，RH：95攝氏度，48HR，后測試變壓器初/次級與初級/CORE。 1．4．5生產(chǎn)線測試時(shí)間為1秒鐘。 二．紋波噪聲（漣波雜訊電壓） （Ripple & Noise）%，mv 2．1定義： 直流輸出電壓上重疊之交流電壓成份最大值(P-P)或有效值。 2．2測試條件: I/P: Nominal O/P : Full Load Ta : 25℃ 2．3測試回路: 2．4測試波形: 2．5說明: 2．5．1示波器之GND線愈短愈好,測試線得遠(yuǎn)離PUS。 2．5．2使用1：1之Probe。 2．5．3 Scope之BW一般設(shè)定于20MHz，但是對于目前的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品測試紋波噪聲最好將BW設(shè)為最大。 2．5．4 Noise與使用儀器，環(huán)境差異極大，因此測試必須表明測試地點(diǎn)。 2．5．5測試紋波噪聲以不超過原規(guī)格值 +1%Vo。 三．漏電流（洩漏電流） （Leakage Current）mA 3．1定義： 輸入一機(jī)殼間流通之電流（機(jī)殼必須為接大地時(shí)）。 3．2測試條件： I/P：Vin max.1.06(TUV)/60Hz Vin max.(UL1012)/60Hz O/P: No Load/Full Load Ta: 25 ℃ 3.3測試回路： 3．4說明： 3．4．1 L，N均需測。 3．4．2UL1012 R值為1K5。 TUV R值為2K/0。15uF。 3．4．3漏電流規(guī)格TUV：3。5mA,UL1012:5mA。 四．溫度測試 （Temperature Test） 4.1定義： 溫度測試指PSU于正常工作下，其零件或Case溫度不得超出其材質(zhì)規(guī) 格或規(guī)格定值。 4．2測試條件： I/P: Nominal O/P: Full Load Ta : 25℃ 4．3測試方法： 4．3．1將Thermo Coupler(TYPE K)穩(wěn)固的固定于量測的物體上 （速干、Tape或焊接方式）。 4．3．2 Thermo Coupler于末端絞三圈后焊成一球狀測試。 4．3．3我們一般用點(diǎn)溫計(jì)測量。 4．4測試零件： 熱源及易受熱源影響部分 例如：輸入端子、Fuse、輸入電容、輸入電感、濾波電容、橋整、熱 敏、突波吸收器、輸出電容、輸出電容、輸出電感、變壓器、鐵芯、 繞線、散熱片、大功率半導(dǎo)體、Case、熱源零件下之P.C.B.……。 4．5零件溫度限制： 4．5．1零件上有標(biāo)示溫度者，以標(biāo)示之溫度為基準(zhǔn)。 4．5．2其他未標(biāo)示溫度之零件，溫度不超過P.C.B.之耐溫。 4．5．3電感顯示個(gè)別申請安規(guī)者，溫升限制65℃Max(UL1012),75℃ Max(TUV)。 五．輸入電壓調(diào)節(jié)率 （Line Regulation）, % 5．1定義： 輸入電壓在額定范圍內(nèi)變化時(shí)，輸出電壓之變化率。 Vmax-Vnor Line Regulation(+)=------------------ Vnor Vnor-Vmin Line Regulation(-)=------------------ Vnor Vmax-Vmin Line Regulation="----------------" Vnor Vnor:輸入電壓為常態(tài)值，輸出為滿載時(shí)之輸出電壓。 Vmax:輸入電壓變化時(shí)之最高輸出電壓。 Vmin:輸入電壓變化時(shí)之最低輸出電壓。 5．2測試條件： I/P：Min./Nominal/Max O/P:Full Load Ta:25℃ 5.3測試回路： 5．4說明： Line Regulation 亦可直接Vmax-Vnor與Vmin-Vnor之最大 值以mV表示，再配合Tolerance%表示。 六．負(fù)載調(diào)節(jié)率 （Load Regulation）% 5．1定義： 輸出電流于額定范圍內(nèi)變化（靜態(tài)）時(shí)，輸出電壓之變化率。 |Vminl-Vcent| Line Regulation(+)=------------------100% Vcent |Vcent-VfL| Line Regulation(-)=------------------100% Vcent |VminL-VfL| Line Regulation(%)=----------------100% Vcent VmilL:最小負(fù)載時(shí)之輸出電壓 VfL:滿載時(shí)之輸出電壓 Vcent:半載時(shí)之輸出電壓 6．2測試條件： I/P：Nominal O/P:Min./Half/Full Load Ta:25℃ 6.3測試回路： 6．4Load Regulation亦可直接Vmin.L-Vcent與Vcent-Vmax.之最大 值以mV表示，再配合Tolerance%表示。 第三部分 測試報(bào)告要求的項(xiàng)目： 對于電源部品認(rèn)定測試， 測試報(bào)告要求提供測試數(shù)據(jù)及結(jié)論。來料檢可根據(jù)要求減少測試項(xiàng)目，對于測試不合格品的應(yīng)該表明不合格的測試項(xiàng)。 一． 輸入特性。 1． 工作輸入電壓和電壓變動(dòng)范圍。 2． 輸入電壓的頻率和頻率變動(dòng)范圍。 3． 額定輸入電流。是指在輸入電壓和輸出電流在額定條件時(shí)的電流。 4． 輸入下陷和瞬間停電。這是一種輸入電壓瞬間時(shí)下降或瞬斷的狀態(tài)，要用額定輸出電壓和電流加以限定。測試的指標(biāo)為電壓和時(shí)間。 5． 沖擊電流。 6． 漏電流。 7． 效率。因?yàn)樵撝笜?biāo)與發(fā)熱有關(guān)，因此散熱時(shí)要考慮效率。 8． 測試中要標(biāo)明輸入采用單相2線式還是3相三線式。 二． 輸出特性。 1． 額定輸出電壓。 2． 額定輸出電流。 3． 穩(wěn)壓精度。 1） 電壓穩(wěn)定度。 2） 電流調(diào)整率。 3） 紋波噪聲。包括最大紋波電壓；最大紋波噪聲電壓。 4． 瞬間電流變動(dòng)導(dǎo)致的輸出電壓的變動(dòng)值。 三． 附屬功能要求。 1． 過流保護(hù)。 2． 過壓保護(hù)。 3． 輸入欠壓保護(hù)。 4． 過熱保護(hù)。 5． 絕緣電阻。輸入端與殼體；輸入端子和輸出端子；輸出端子和殼體。 6． 絕緣電壓。打高壓：輸入與輸出、輸入和地、輸入AC兩級之間，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)制定高壓值。 四． 結(jié)構(gòu)規(guī)格。 1． 形狀條件：如外包裝機(jī)殼的有無等。 2． 確定外型尺寸和尺寸公差。 3． 安裝條件：安裝位置、安裝孔、等。 4． 冷卻條件：強(qiáng)制或自冷以及通風(fēng)方向，風(fēng)量和孔徑尺寸。 5． 接口位置和標(biāo)志。 6． 操作零部件（輸出電壓可調(diào)電阻、開關(guān)、指示燈）的位置和提示文字的位置。 7． 重量。 五． 使用環(huán)境條件。 1． 溫度。 2． 濕度。 3． 耐振動(dòng)、沖擊。 六． 其它條件。 1． 輸入噪聲。 2． 浪涌。 3． 靜電噪聲（有外殼的有要求）。