開關(guān)電源測試的9大法則

來源：互聯(lián)網(wǎng)

本文主要講了開關(guān)電源測試九大法則：反復(fù)短路測試、反復(fù)開關(guān)機測試、輸入低電壓循環(huán)測試、輸入電壓跌落及輸出動態(tài)負(fù)載、高壓空載、低壓限流態(tài)運行試驗、電源特殊波形試驗有源PFC性能測試及操作電壓測試。

反復(fù)短路測試

測試說明

在各種輸入和輸出狀態(tài)下將模塊輸出短路，模塊應(yīng)能實現(xiàn)保護(hù)或回縮，反復(fù)多次短路，故障排除后，模塊應(yīng)該能自動恢復(fù)正常運行。

測試方法

a、空載到短路：在輸入電壓全范圍內(nèi)，將模塊從空載到短路，模塊應(yīng)能正常實現(xiàn)輸出限流或回縮，短路排除后，模塊應(yīng)能恢復(fù)正常工作。讓模塊反復(fù)從空載到短路不斷的工作，短路時間為1s，放開時間為1s，持續(xù)時間為2小時。這以后，短路放開，判斷模塊是否能夠正常工作。

b、滿載到短路：在輸入電壓全范圍內(nèi)，將模塊從滿載到短路，模塊應(yīng)能正常實現(xiàn)輸出限流或回縮，短路排除后，模塊應(yīng)能恢復(fù)正常工作。讓模塊從滿載到短路然后保持短路狀態(tài)2小時。然后短路放開，判斷模塊是否能夠正常工作。

c、短路開機：將模塊的輸出先短路，再上市電，再模塊的輸入電壓范圍內(nèi)上電，模塊應(yīng)能實現(xiàn)正常的限流或回縮，短路故障排除后，模塊應(yīng)能恢復(fù)正常工作，重復(fù)上述試驗10次后，讓短路放開，判斷模塊是否能夠正常工作。

判定標(biāo)準(zhǔn)

上述試驗后，電源模塊開機能正常工作；開機殼檢查，電路板及其他部分無異?，F(xiàn)象(如輸入繼電器在短路的過程中觸電是否粘住了等)，合格；否則不合格。

反復(fù)開關(guān)機測試

測試說明

電源模塊輸出帶最大負(fù)載情況下，輸入電壓分別為220v，(輸入過壓點-5v)和(輸入欠壓點+5v)條件下，輸入反復(fù)開關(guān)，測試電源模塊反復(fù)開關(guān)機的性能。

測試方法

a、輸入電壓為220v，電源模塊快帶最大負(fù)載，用接觸器控制電壓輸入，合15s，斷開5s(或者可以用ac source進(jìn)行模擬)，連續(xù)運行2小時，電源模塊應(yīng)能正常工作；

b、輸入電壓為過壓點-5v，電源模塊帶最大負(fù)載，用接觸器控制電壓輸入，合15s，斷開5s(或者可以用ac source進(jìn)行模擬)，連續(xù)運行2小時，電源模塊應(yīng)能正常工作；

c、輸入電壓為欠壓點-5v，電源模塊帶最大負(fù)載，用接觸器控制電壓輸入，合15s，斷開5s(或者可以用ac source進(jìn)行模擬)，連續(xù)運行2小時，電源模塊應(yīng)能正常工作。

判定標(biāo)準(zhǔn)

以上試驗中，電源模塊工作正常，試驗后電源模塊能正常工作，性能無明顯變化，合格；否則不合格。

輸入低壓點循環(huán)測試

測試說明

一次電源模塊的輸入欠壓點保護(hù)的設(shè)置回差，往往發(fā)生以下情況：輸入電壓較低，接近一次電源模塊欠壓點關(guān)斷，帶載時欠壓，斷后，由于電源內(nèi)阻原因，負(fù)載卸掉后電壓將上升，可能造成一次電源模塊處于在低壓時反復(fù)開發(fā)的狀態(tài)。

測試方法

電源模塊帶滿載運行，輸入電壓從(輸入欠壓點-3v)到(輸入欠壓點+3v)緩慢變化，時間設(shè)置為5～8分鐘，反復(fù)循環(huán)運行，電源模塊應(yīng)能正常穩(wěn)定工作，連續(xù)運行最少0.5小時，電源模塊性能無明顯變化。

判定標(biāo)準(zhǔn)

一次電源模塊正常連續(xù)運行，最少0.5小時后性能無明顯變化，合格；否則不合格。

輸入瞬態(tài)高壓測試

測試說明

pfc電路采用平均值電路進(jìn)行過欠壓保護(hù)，因此在輸入瞬態(tài)高壓時，pfc電路可能會很快實現(xiàn)保護(hù)，從而造成損壞，測試一次電源模塊在瞬態(tài)情況下的穩(wěn)定運行能力以評估可靠性。

測試方法

a、額定電壓輸入，用雙蹤示波器測試輸入電壓波形合過壓保護(hù)信號，輸入電壓從限功率點加5v跳變?yōu)?00v，從示波器上讀出過壓保護(hù)前300v的周期數(shù)n，作為以下試驗的依據(jù)。

b、額定輸入電壓，電源模塊帶滿載運行，在輸入上疊加300v的電壓跳變，疊加的周期數(shù)為(n-1)，疊加頻率為1次/30s，共運行3小時。

判定標(biāo)準(zhǔn)

一次電源模塊在上述條件下能夠穩(wěn)定運行，不出現(xiàn)損壞或其他不正?，F(xiàn)象，合格；否則不合格。

輸入電壓跌落及輸出動態(tài)負(fù)載

測試說明

一次模塊在實際使用過程中，當(dāng)輸入電壓跌落時，電源模塊突加負(fù)載的極限況是可能發(fā)生的，此時功率器件、磁性元件工作在最大瞬態(tài)電流狀態(tài)，試驗可以檢驗控制時序、限流保護(hù)等電路及軟件設(shè)計的合理性。

測試方法

a、將輸入電壓調(diào)整為在欠壓點+5v(持續(xù)時間為5s)、過壓點-5v(持續(xù)時間為5s)之間跳變，輸出調(diào)整在最大負(fù)載(最大額定容量，持續(xù)時間為500ms)、空載(持續(xù)時間為500ms)之間跳變，運行1小時；

b、將輸入電壓調(diào)整為欠壓點+5v(持續(xù)時間為5s)、過壓點-5v(持續(xù)時間為5s)之間跳變，輸出調(diào)整在最大負(fù)載(最大額定容量，持續(xù)時間為1s)、空載(持續(xù)時間為500ms)之間跳變，運行1小時。

判定標(biāo)準(zhǔn)

在上述條件下，應(yīng)能穩(wěn)定運行，不出現(xiàn)損壞或其他不正?，F(xiàn)象，合格；否則不合格。若出現(xiàn)損壞情況，記錄故障問題，以提供分析損壞原因的依據(jù)。

高壓空載，低壓限流態(tài)運行試驗

測試說明

高壓空載運行是測試模塊的損耗情況，尤其是帶軟開關(guān)技術(shù)的模塊，在空載情況下，軟開關(guān)變?yōu)橛查_關(guān)，模塊的損耗相應(yīng)增大。低壓滿載運行是測試模塊在最大輸入電流時，模塊的損耗情況，通常狀態(tài)下，模塊在低壓輸入、滿載輸出時，效率最低，此時模塊的發(fā)熱最為嚴(yán)重。

測試方法

a、將模塊的輸入電壓調(diào)整為輸入過壓保護(hù)點-3v，模塊的輸出為最低輸出電壓，空載運行，此時，模塊的占空比為最小，連續(xù)運行2小時，模塊不應(yīng)損壞；

b、將模塊的輸入電壓調(diào)整為欠壓點+3v，模塊的輸出為最高輸出電壓的拐點狀態(tài)，此時模塊的占空比為最大，連續(xù)運行2小時，模塊不應(yīng)出現(xiàn)損壞；

c、將模塊的輸入電壓調(diào)整為效率最低點時的輸入電壓，模塊輸出為最高輸出電壓的拐點狀態(tài)，連續(xù)運行2小時，模塊不應(yīng)損壞；

d、將模塊的輸入電壓調(diào)整為過壓點-3v，模塊的輸出為最高輸出電壓的拐點狀態(tài)，此時模塊的占空比為最大，連續(xù)運行2小時，模塊不應(yīng)出現(xiàn)損壞；

e、將模塊的輸入電壓調(diào)整為效率最低點時的輸入電壓，模塊輸出為最高輸出電壓的拐點狀態(tài)，連續(xù)運行2小時，模塊不應(yīng)損壞。

注意：上述的測試，必須在規(guī)格書規(guī)定的最高工作溫度下進(jìn)行。

判定標(biāo)準(zhǔn)

在上述條件下工作，模塊沒有出現(xiàn)損壞，合格；否則不合格。

電源特殊波形試驗

測試說明

檢驗電源模塊在電網(wǎng)波形畸變可能形成的尖鋒、毛刺和諧波情形下穩(wěn)定運行能力。以下幾種波形必須輸入進(jìn)行試驗：

(1)毛刺輸入測試波形

電網(wǎng)的毛刺是電網(wǎng)中最常見的波形，毛刺的大小和幅值并沒有限值，一般情況下，通過振蕩波輸入測試和振鈴輸入波形，基本上可以模擬電網(wǎng)中的毛刺輸入，但還需做以下毛刺輸入試驗

特點：電網(wǎng)尖鋒有過沖并會跌落到0v，過沖和跌落脈寬很窄，一般不會大于100ms，過沖幅度一般不超過100v。跌落的相位并不僅只限于峰值點，在任何相位都有可能發(fā)生。這種波形在實際電網(wǎng)中很常見，開通任何開關(guān)都會造成該現(xiàn)象。

(2)電壓削波波形輸入

這種波形也是電網(wǎng)中很常見的，特點是：電網(wǎng)從不定的相位突然跌落到0v，然后直到下個半波開始才恢復(fù)。在iec1004-4-11中對于波形的跌落是從大于半個周期開始的，但實際電網(wǎng)中還是存在很多類似的跌落時間小于半個周期的波形。測試時要求，輸入電壓波形從90度開始跌落，跌落1/4個周期，長時間工作2小時。

(3)電網(wǎng)的半個波頭陡升至倍電壓，這個波形主要是用來模擬實際電網(wǎng)中會突然出現(xiàn)的諧振過電壓，而且在這種情況下，模塊的輸入過電壓保護(hù)線路不起作用，這種沖擊對于有pfc的電路是存在危險的。測試內(nèi)容：a、在輸入電壓為180v，輸出滿載的情況下，用ac source模擬該波形，要求180v工作3分鐘，然后電壓突然增加到380v，持續(xù)100ms，然后恢復(fù)到180v，讓模塊在這種情況下長時間工作1小時，不應(yīng)損壞；b、設(shè)置ac source使得輸入電壓為0v，持續(xù)5分鐘，然后電壓突然增加到380v，持續(xù)100ms，然后恢復(fù)到0v，讓模塊在這種情況下長時間工作1小時，不應(yīng)損壞。

測試方法

利用ac source對模塊供電，模塊滿載輸出；用ac source模擬尖鋒、毛刺和諧波電壓輸入，每種特殊的電壓輸入工作2小時，測量輸入電流和輸出電壓。模塊應(yīng)能穩(wěn)定運行，試驗中注意x電容，輔助電源，軟啟動電阻等其他可能出現(xiàn)問題的地方。

判定標(biāo)準(zhǔn)

在實際中可能出現(xiàn)尖鋒、毛刺、諧波電壓情形下能穩(wěn)定運行，不損壞，合格；否則不合格。

有源pfc性能測試

測試說明

帶有源pfc的電源模塊，對電網(wǎng)尖鋒、毛刺合和諧波比較敏感，應(yīng)進(jìn)行全面仔細(xì)的測試。

測試方法

利用ac source交流源作為輸入電壓源，輸出分別帶半載、滿載，測試輸入電流波形和電壓波形，同時監(jiān)測pfc后的電壓；測試電網(wǎng)在尖鋒、毛刺、諧波情況下輸入電壓、電流的相位及幅值關(guān)系；測量pfc開關(guān)管的電流和電壓，驗證在全電壓范圍和毛刺、尖鋒、諧波等情況下開關(guān)管和其他功率器件的安全性及電流跟蹤電壓變化的能力。

判定標(biāo)準(zhǔn)

pfc測試可以作為可靠性參考，出現(xiàn)嚴(yán)重問題時，應(yīng)及時解決。

操作電壓測試

測試說明

電網(wǎng)中存在多種操作過電壓，其中最常見的時空載線路合閘過電壓，這種過電壓對模塊的威脅也較大，本項測試在于驗證模塊抗操作過電壓的能力。

測試方法

過電壓線路的模擬十分簡單，原理如下：

其中電感的參數(shù)為10mh(供參考：ees的模塊測試方法中，沒有接地電容，輸入電阻與電感串聯(lián)，電阻值為0歐、電感為8mh和電阻為79歐、電感為10mh兩種情況的測試)，電容為16.7uf，測試波形如下(未畫出)。

將被測試的設(shè)備連接在電容兩端，在k合閘瞬間，在電容兩端會產(chǎn)生過電壓，用來模擬在上電過程中，過電壓對設(shè)備的損害程度。作為極限測試項目，輸入接l、n線，將被測試的設(shè)備接在電容兩端，頻繁開關(guān)機，重復(fù)頻率為1次/5分鐘，連續(xù)測試5小時。對于三相輸入設(shè)備，輸入接在l、l線上，被測試設(shè)備接在電容兩端，重復(fù)頻率為1次/5分鐘，連續(xù)測試2小時。

判定標(biāo)準(zhǔn)

在測試過程中出現(xiàn)短時功能下降或性能劣化，但能自動恢復(fù)的，合格；但出現(xiàn)性能永久性劣化或需要人工干預(yù)才能恢復(fù)的，不合格。

審核編輯 黃昊宇