安全是第一生產(chǎn)力 開關(guān)電源測(cè)試怎么做
開關(guān)電源操控著開關(guān)管注冊(cè)和關(guān)斷的時(shí)刻比率，在電源規(guī)劃傍邊是至關(guān)重要的一環(huán)。想要完結(jié)一個(gè)完好的開關(guān)電源規(guī)劃，只是做好規(guī)劃是不行的，對(duì)開關(guān)電源的制品進(jìn)行全方位的安全測(cè)驗(yàn)才是完結(jié)規(guī)劃的終究一步。規(guī)劃合理的開關(guān)電源有必要滿意十分多的安全測(cè)驗(yàn)，包括功用標(biāo)準(zhǔn)、維護(hù)特性、安全標(biāo)準(zhǔn)(如UL、CSA、VDE、DEMKO、SEMKO，長(zhǎng)城等等之耐壓、抗燃、漏電流、接地等安全標(biāo)準(zhǔn))、電磁兼容才干(如FCC、CE等之傳導(dǎo)與幅射攪擾)、可靠性(如老化壽數(shù)測(cè)驗(yàn))、及其他之特定需要等。
咱們常見的開關(guān)電源首要包括如下幾個(gè)類型：
•AC-DC：如自己用、家用、單位用、工業(yè)用(電腦、周邊、傳真機(jī)、充電器)
•DC-DC：如可攜帶式商品(移動(dòng)電話、筆計(jì)本電腦、攝影機(jī)，通訊交換機(jī)二次電源)
•DC-AC：如車用轉(zhuǎn)換器(12V～115/230V) 、通訊交換機(jī)振鈴信號(hào)電源
•AC-AC：如溝通電源變壓器、變頻器、UPS不間斷電源
開關(guān)電源的全部測(cè)驗(yàn)需要各種高精度的電子儀器來模仿各種電路的實(shí)踐作業(yè)情況和特性，這樣才干對(duì)開關(guān)電源的制作質(zhì)量和規(guī)劃做出確保。開關(guān)電源有許多不一樣的構(gòu)成構(gòu)造(單輸出、多輸出、及正負(fù)極性等)和輸出電壓、電流、功率之組合，因而需要具彈性多元化的測(cè)驗(yàn)儀器才干契合很多不一樣標(biāo)準(zhǔn)之需要。
電氣功用(Electrical Specifications)測(cè)驗(yàn)
當(dāng)驗(yàn)證電源供應(yīng)器的質(zhì)量時(shí)，下列為一般的功用性測(cè)驗(yàn)項(xiàng)目，具體說明如下：
一、功用(Functions)測(cè)驗(yàn)：
•輸出電壓調(diào)整(Hold-on Voltage Adjust)
•電源調(diào)整率(Line Regulation)
•負(fù)載調(diào)整率(Load Regulation)
•歸納調(diào)整率(Conmine Regulation)
•輸出漣波及雜訊(Output Ripple & Noise, RARD)
•輸入功率及功率(Input Power, Efficiency)
•動(dòng)態(tài)負(fù)載或暫態(tài)負(fù)載(Dynamic or Transient Response)
•電源杰出/失效(Power Good/Fail)時(shí)刻
•起動(dòng)(Set-Up)及堅(jiān)持(Hold-Up)時(shí)刻
慣例功用(Functions)測(cè)驗(yàn)
A. 輸出電壓調(diào)整：
當(dāng)制作開關(guān)電源時(shí)，第一個(gè)測(cè)驗(yàn)過程為將輸出電壓調(diào)整至標(biāo)準(zhǔn)規(guī)模內(nèi)。此過程完結(jié)后才干確保后續(xù)的標(biāo)準(zhǔn)可以契合。 一般，當(dāng)調(diào)整輸出電壓時(shí)，將輸入溝通電壓設(shè)定為正常值(115Vac或230Vac)，而且將輸出電流設(shè)定為正常值或滿載電流，然后以數(shù)字電壓表丈量電源供應(yīng)器的輸出電壓值并調(diào)整其電位器(VR)直到電壓讀值坐落需要之規(guī)模內(nèi)。
B. 電源調(diào)整率：
電源調(diào)整率的界說為電源供應(yīng)器于輸入電壓改動(dòng)時(shí)供給其安穩(wěn)輸出電壓的才干。此項(xiàng)測(cè)驗(yàn)系用來驗(yàn)證電源供應(yīng)器在最惡劣之電源電壓環(huán)境下，如夏天之正午(因氣溫高，用電需要量最大)其電源電壓最低;又如冬季之晚上(因氣溫低，用電需要量最小)其電源電壓最高。在前述之兩個(gè)極端下驗(yàn)證電源供應(yīng)器之輸出電源之安穩(wěn)度是不是契合需要之標(biāo)準(zhǔn)。
為準(zhǔn)確丈量電源調(diào)整率，需要下列之設(shè)備：
•能供給可變電壓才干的電源，起碼能供給待測(cè)電源供應(yīng)器的最低到最高之輸入電壓規(guī)模，(KIKUSUI PCR系列電源能供給0--300VAC 5-1000Hz 的安穩(wěn)溝通電源，0---400V DC的直流電源)。
•一個(gè)均方根值溝通電壓表來丈量輸入電源電壓，很多的數(shù)字功率計(jì)能準(zhǔn)確計(jì)量V A W PF。
•一個(gè)精細(xì)直流電壓表，具有起碼高于待測(cè)物調(diào)整率十倍以上，一般運(yùn)用5位以上高精度數(shù)字表。
•銜接至待測(cè)物輸出的可變電子負(fù)載。
* 測(cè)驗(yàn)過程如下：于待測(cè)電源供應(yīng)器以正常輸入電壓及負(fù)載情況下熱機(jī)安穩(wěn)后，別離于低輸入電壓(Min)，正常輸入電壓(Normal)，及高輸入電壓(Max)下丈量并記載其輸出電壓值。
電源調(diào)整率一般以一正常之固定負(fù)載(Nominal Load)下，由輸入電壓改動(dòng)所形成其輸出電壓誤差率(deviation)的百分比，如下列公式所示：
V0(max)-V0(min) / V0(normal)
電源調(diào)整率亦可用下列辦法表明之：于輸入電壓改動(dòng)下，其輸出電壓之誤差量須于規(guī)則之上下限規(guī)模內(nèi)，即輸出電壓之上下限絕對(duì)值以內(nèi)。
C. 負(fù)載調(diào)整率：
負(fù)載調(diào)整率的界說為開關(guān)電源于輸出負(fù)載電流改動(dòng)時(shí)，供給其安穩(wěn)輸出電壓的才干。此項(xiàng)測(cè)驗(yàn)系用來驗(yàn)證電源在最惡劣之負(fù)載環(huán)境下，如自己電腦內(nèi)設(shè)備起碼之外設(shè)卡且硬盤均不動(dòng)作(因負(fù)載起碼，用電需要量最小)其負(fù)載電流最低和自己電腦內(nèi)設(shè)備最多之外設(shè)卡且硬盤在動(dòng)作(因負(fù)載最多，用電需要量最大)其負(fù)載電流最高的兩個(gè)極端下驗(yàn)證電源供應(yīng)器之輸出電源之安穩(wěn)度是不是契合需要之標(biāo)準(zhǔn)。
* 所需的設(shè)備和銜接與電源調(diào)整率類似，僅有不一樣的是需要精細(xì)的電流表與待測(cè)電源供應(yīng)器的輸出串聯(lián)。示：
測(cè)驗(yàn)過程如下：于待測(cè)電源供應(yīng)器以正常輸入電壓及負(fù)載情況下熱機(jī)安穩(wěn)后，丈量正常負(fù)載下之輸出電壓值，再別離于輕載(Min)、重載(Max)負(fù)載下，丈量并記載其輸出電壓值(別離為Vmax與Vmin)，負(fù)載調(diào)整率一般以正常之固定輸入電壓下，由負(fù)載電流改動(dòng)所形成其輸出電壓誤差率的百分比，如下列公式所示：
V0(max)-V0(min) / V0(normal)
負(fù)載調(diào)整率亦可用下列辦法表明：于輸出負(fù)載電流改動(dòng)下，其輸出電壓之誤差量須于規(guī)則之上下限電壓規(guī)模內(nèi)，即輸出電壓之上下限絕對(duì)值以內(nèi)。
D. 歸納調(diào)整率：
歸納調(diào)整率的界說為電源供應(yīng)器于輸入電壓與輸出負(fù)載電流改動(dòng)時(shí)，供給其安穩(wěn)輸出電壓的才干。這是電源調(diào)整率與負(fù)載調(diào)整率的歸納，此項(xiàng)測(cè)驗(yàn)系為上述電源調(diào)整率與負(fù)載調(diào)整率的歸納，可供給對(duì)電源供應(yīng)器于改動(dòng)輸入電壓與負(fù)載情況下更正確的功用驗(yàn)證。 歸納調(diào)整率用下列辦法表明：于輸入電壓與輸出負(fù)載電流改動(dòng)下，其輸出電壓之誤差量須于規(guī)則之上下限電壓規(guī)模內(nèi)(即輸出電壓之上下限絕對(duì)值以內(nèi))或某一百分比邊界內(nèi)。
E. 輸出雜訊(PARD)：
輸出雜訊(PARD)系指于輸入電壓與輸出負(fù)載電流均不變的情況下，其均勻直流輸出電壓上的周期性與隨機(jī)性誤差量的電壓值。輸出雜訊是表明在經(jīng)過穩(wěn)壓及濾波后的直流輸出電壓上一切不需要的溝通和噪聲部份(包括低頻之50/60Hz電源倍頻信號(hào)、高于20 KHz之高頻切換信號(hào)及其諧波，再與其它之隨機(jī)性信號(hào)所構(gòu)成))，一般以mVp-p峰對(duì)峰值電壓為單位來表明。 一般的開關(guān)電源的標(biāo)準(zhǔn)均以輸出直流輸出電壓的1%以內(nèi)為輸出雜訊之標(biāo)準(zhǔn)，其頻寬為20Hz到20MHz(或其它更高之頻寬如100MHz等)。 開關(guān)電源實(shí)踐作業(yè)時(shí)最惡劣的情況(如輸出負(fù)載電流最大、輸入電源電壓最低一級(jí))，若電源供應(yīng)器在惡劣環(huán)境情況下，其輸出直流電壓加上雜訊后之輸出瞬時(shí)電壓，仍可以堅(jiān)持安穩(wěn)的輸出電壓不超越輸出高低電壓邊界景象，不然將能夠會(huì)致使電源電壓超越或低于邏輯電路(如TTL電路)之承受電源電壓而誤動(dòng)作，進(jìn)一步形成死機(jī)表象。
例如5V輸出，其輸出雜訊需要為50mV以內(nèi)(此刻包括電源調(diào)整率、負(fù)載調(diào)整率、動(dòng)態(tài)負(fù)載等其它一切改變，其輸出瞬時(shí)電壓應(yīng)介于4.75V至5.25V之間，才不致致使TTL邏輯電路之誤動(dòng)作)。在丈量輸出雜訊時(shí)，電子負(fù)載的PARD有必要比待測(cè)之電源供應(yīng)器的PARD值為低，才不會(huì)影響輸出雜訊之丈量。一起丈量電路有必要有杰出的阻隔處置及阻抗匹配，為防止導(dǎo)線上發(fā)作不必要的攪擾、振鈴和駐波，一般都選用雙同軸電纜并以50Ω于其端點(diǎn)上，并運(yùn)用差動(dòng)式量測(cè)辦法(可防止地回路之雜訊電流)，來取得正確的丈量成果，日本計(jì)測(cè)KEISOKU GEIKEN 的PARD 測(cè)驗(yàn)儀具有此種功用。
F. 輸入功率與功率：
電源供應(yīng)器的輸入功率之界說為以下之公式：
True Power = Pav(watt) = V1 Ai dt = Vrms x Arms x Power Factor
即為對(duì)一周期內(nèi)其輸入電壓與電流乘積之積分值，需注意的是Watt≠VrmsArms而是Watt=VrmsArmsxP.F.，其中P.F.為功率要素(Power Factor)，一般電源供應(yīng)器的功率要素在0.6～0.7擺布，而大功率之電源供應(yīng)器具有功率要素校正器者，其功率要素一般大于0.95，當(dāng)輸入電流波形與電壓波形完全相一起，功率要素為1，并依其不相同之程度，其功率要素為1～0之間。
電源供應(yīng)器的功率之界說為：
ΣVout x lout / True Power (watts)
即為輸出直流功率之總和與輸入功率之比值。一般自己電腦用電源供應(yīng)器之功率為65%～80%擺布。功率供給對(duì)電源供應(yīng)器正確作業(yè)的驗(yàn)證，若功率超越規(guī)則規(guī)模，即表明規(guī)劃或零件資料上有疑問，功率太低時(shí)會(huì)致使散熱增加而影響其運(yùn)用壽數(shù)。 由于這些年關(guān)于環(huán)保及動(dòng)力消耗愈來愈注重，如電腦動(dòng)力之星「Energy Star」對(duì)開關(guān)電源之需要：于溝通輸入功率為30Wrms時(shí)，其功率需為60%以上(即此刻直流輸出功率有必要高于18W);又關(guān)于ATX架構(gòu)開關(guān)電源于直流失能(DC Disable)情況其輸入功率應(yīng)不大于5W。因而溝通功率測(cè)驗(yàn)外表需要既準(zhǔn)確又規(guī)模廣大，才干契合此項(xiàng)測(cè)驗(yàn)之需要。
G. 動(dòng)態(tài)負(fù)載或暫態(tài)負(fù)載
一個(gè)定電壓輸出的電源，于規(guī)劃中具有反響操控回路，可以將其輸出電壓接連不斷地堅(jiān)持安穩(wěn)的輸出電壓。由于實(shí)踐上反響操控回路有必定的頻寬，因而約束了電源供應(yīng)器對(duì)負(fù)載電流改動(dòng)時(shí)的反響。若操控回路輸入與輸出之相移于增益(Unity Gain)為1時(shí)，超越180度，則電源供應(yīng)器之輸出便會(huì)呈現(xiàn)不安穩(wěn)、失控或振動(dòng)之表象。實(shí)踐上，電源供應(yīng)器作業(yè)時(shí)的負(fù)載電流也是動(dòng)態(tài)改動(dòng)的，而不是始終堅(jiān)持不變(例如硬盤、軟驅(qū)、CPU或RAM動(dòng)作等)，因而動(dòng)態(tài)負(fù)載測(cè)驗(yàn)對(duì)電源供應(yīng)器而言是極為重要的。可編程序電子負(fù)載可用來模仿電源供應(yīng)器實(shí)踐作業(yè)時(shí)最惡劣的負(fù)載情況，如負(fù)載電流敏捷上升、降低之斜率、周期等，若電源供應(yīng)器在惡劣負(fù)載情況下，仍可以堅(jiān)持安穩(wěn)的輸出電壓不發(fā)作過高激(Overshoot)或過低(Undershoot)景象，不然會(huì)致使電源之輸出電壓超越負(fù)載組件(如TTL電路其輸出瞬時(shí)電壓應(yīng)介于4.75V至5.25V之間，才不致致使TTL邏輯電路之誤動(dòng)作)之承受電源電壓而誤動(dòng)作，進(jìn)一步形成死機(jī)表象。
H. 電源杰出/失效時(shí)刻(Power Good、Power Fail或Pok)
電源杰出信號(hào)，簡(jiǎn)稱PGS(Power Good Signal或Pok High)，是電源送往電腦體系的信號(hào)，當(dāng)其輸出電壓安穩(wěn)后，告訴電腦體系，以便做開機(jī)程序之 C 而電源失效信號(hào)(Power Fail或Pok Low)是電源供應(yīng)器表明其輸出電壓沒有到達(dá)或降低超越于一正常作業(yè)之情況。 以上一般由一「PGS」或「Pok」信號(hào)之邏輯改動(dòng)來表明，邏輯為「1或High」時(shí)，表明為電源杰出(Power Good)，而邏輯為「0或Low」時(shí)，表明為電源失效(Power Fail)，請(qǐng)叁考圖5之時(shí)序圖：
電源的電源杰出(Power Good)時(shí)刻為從其輸出電壓安穩(wěn)時(shí)起到PGS信號(hào)由0變?yōu)?的時(shí)刻，一般值為100ms到2000ms之間。 電源的電源失效(Power Fail)時(shí)刻為從PGS信號(hào)由由1變?yōu)?的時(shí)刻起到其輸出電壓低于穩(wěn)壓規(guī)模的時(shí)刻，一般值為1ms以上。日本計(jì)測(cè)KEISOKU GEIKEN 的電子負(fù)載可直接丈量電源杰出與電源失效時(shí)刻，并可設(shè)定上下限，做為是不是合格的區(qū)分。
I. 發(fā)動(dòng)時(shí)刻(Set-Up Time)與堅(jiān)持時(shí)刻(Hold-Up Time)
發(fā)動(dòng)時(shí)刻為電源供應(yīng)器從輸入接上電源起到其輸出電壓上升到穩(wěn)壓規(guī)模內(nèi)停止的時(shí)刻，以一輸出為5V的電源供應(yīng)器為例，發(fā)動(dòng)時(shí)刻為從電源開機(jī)起到輸出電壓到達(dá)4.75V停止的時(shí)刻。
堅(jiān)持時(shí)刻為電源供應(yīng)器從輸入堵截電源起到其輸出電壓降低到穩(wěn)壓規(guī)模外停止的時(shí)刻，以一輸出為5V的電源供應(yīng)器為例，堅(jiān)持時(shí)刻為從關(guān)機(jī)起到輸出電壓低于4.75V停止的時(shí)刻，一般值為17ms或20ms以上，以防止電力公司供電中于少了半周或一周之情況下而受影響。
發(fā)動(dòng)時(shí)刻與堅(jiān)持時(shí)刻的時(shí)序如圖6所示。
I. 其它
•Power Up delay：+5/3.3V 的上升時(shí)刻(由10%上升到90%電壓之時(shí)刻)
•Remote ON/OFF Control：遙控「開」或「關(guān)」之操控
•Fan Speed Control/Monitor：散熱電扇之轉(zhuǎn)速「操控」及「監(jiān)督」
二、維護(hù)動(dòng)作(Protections)測(cè)驗(yàn)：
•過電壓維護(hù)(OVP, Over Voltage Protection)
•短路維護(hù)(Short)
•過電流維護(hù)(OCP, Over Current Protection)
•過功率維護(hù)(OPP, Over Power Protection)
維護(hù)功用測(cè)驗(yàn)
A. 過電壓維護(hù)(OVP)測(cè)驗(yàn)
當(dāng)電源供應(yīng)器的輸出電壓超越其最大的約束電壓時(shí)，會(huì)將其輸出封閉(Shutdown)以防止損壞負(fù)載之電路組件，稱為過電壓維護(hù)。過電壓維護(hù)測(cè)驗(yàn)系用來驗(yàn)證電源供應(yīng)器當(dāng)呈現(xiàn)上述反常情況時(shí)(當(dāng)電源供應(yīng)器內(nèi)部之回授操控電路或零件損壞時(shí)，有能夠發(fā)作反常之輸出高電壓)，能否正確地反響。 過電壓維護(hù)功用關(guān)于一些對(duì)電壓靈敏的負(fù)載格外重要，如CPU、記憶體、邏輯電路等，由于這些貴重組件若因作業(yè)電壓太高，超越其額定值時(shí)，會(huì)致使永久性的損壞，因而損失慘重。電源供應(yīng)器于過電壓景象發(fā)作時(shí)，其輸出電壓波形如圖7所示。
B. 短路維護(hù)測(cè)驗(yàn)
當(dāng)電源供應(yīng)器的輸出短路時(shí)，則電源供應(yīng)器應(yīng)該約束其輸出電流或封閉其輸出，以防止損壞。短路維護(hù)測(cè)驗(yàn)是驗(yàn)證當(dāng)輸出短路時(shí)(能夠是配線銜接過錯(cuò)，或運(yùn)用電源之組件或零組件毛病短路所形成的)，電源供應(yīng)器能否正確地反響。
C. 過電流維護(hù)OCP測(cè)驗(yàn)
當(dāng)電源供應(yīng)器的輸出電流超越額守時(shí)，則電源供應(yīng)器應(yīng)該約束其輸出電流或封閉其輸出，以防止負(fù)載電流過大而損壞。又若電源供應(yīng)器之內(nèi)部零件損壞而形成較正常大的負(fù)載電流時(shí)，則電源供應(yīng)器也應(yīng)該封閉或約束其輸出，以防止損壞或發(fā)作風(fēng)險(xiǎn)。過電流維護(hù)測(cè)驗(yàn)是驗(yàn)證當(dāng)上述任一種情況發(fā)作時(shí)，電源供應(yīng)器能否正確地反響。
D. 過功率維護(hù)OPP測(cè)驗(yàn)
當(dāng)電源的輸出功率(可為單一輸出或多組輸出)超越額守時(shí)，則電源應(yīng)該約束其輸出功率或封閉其輸出，以防止負(fù)載功率過大而損壞或發(fā)作風(fēng)險(xiǎn)。又若電源內(nèi)部零件損壞而形成較正常大的負(fù)載功率時(shí)，則電源也應(yīng)該封閉或約束其輸出，以防止損壞。 過功率維護(hù)測(cè)驗(yàn)是驗(yàn)證當(dāng)上述任一種情況發(fā)作時(shí)，電源能否正確地反響。 本項(xiàng)測(cè)驗(yàn)一般包括兩組或數(shù)組輸出功率之功率約束維護(hù)，因而較上述單一輸出之維護(hù)測(cè)驗(yàn)(OVP、OCP、Short等)稍具改動(dòng)。
三、安全(Safety)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)驗(yàn)：
•輸入電流、漏電電流等
•耐壓絕緣: 電源輸入對(duì)地，電源輸出對(duì)地;電路板線路須有安全距離。
•溫度抗燃：零組件需具有抗燃之安全標(biāo)準(zhǔn)，作業(yè)溫度須于安全標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)。
•機(jī)殼接地：需于0.1歐姆以下，以防止漏電觸電之風(fēng)險(xiǎn)。
•變壓輸出特性：開路、短路及最大伏安(VA)輸出
四、反常測(cè)驗(yàn)：散熱電扇停轉(zhuǎn)、電壓選擇開關(guān)設(shè)定過錯(cuò)
五、電磁兼容(Electromagnetic Compliance)測(cè)驗(yàn)：
電源供應(yīng)器需契合CISPR 22、CLASS B之傳導(dǎo)與幅射的4dB馀裕度，電源供應(yīng)器需在以下三種負(fù)載情況下測(cè)驗(yàn)：
每個(gè)輸出為空載、每個(gè)輸出為50%負(fù)載、每個(gè)輸出為100%負(fù)載。
•傳導(dǎo)攪擾/免疫：經(jīng)由電源線之傳導(dǎo)性攪擾/免疫
•幅射攪擾/免疫：經(jīng)由磁場(chǎng)之幅射性攪擾/免疫
六、 可靠性(Reliability)測(cè)驗(yàn)：
老化壽數(shù)測(cè)驗(yàn)：高溫(約50-60度)及長(zhǎng)時(shí)刻(約8-24小時(shí))滿載測(cè)驗(yàn)。
七、其它測(cè)驗(yàn)：
•ESD：Electrostatic Discharge靜電放電(人或物體經(jīng)由直觸摸摸或間隔放電致使)在2-15KV之ESD脈波下，
待測(cè)物之每個(gè)外表區(qū)域應(yīng)履行接連20次的靜電放電測(cè)驗(yàn)，電源供應(yīng)器之輸出需持續(xù)作業(yè)而不會(huì)發(fā)作突波(Glitch)
或中止(Interrupt)，直接ESD觸摸時(shí)不該形成過激(Overshoot)或欠激(Undershoot)之超越穩(wěn)壓規(guī)模的情況、及過電壓維護(hù)(OVP)、過電流維護(hù)(OCP)等。另外，于ESD放電電壓在高達(dá)25KV下，應(yīng)不致形成組件毛病(Failure)。
•EFT：Electrical Fast Transient or burst一串切換雜訊經(jīng)由電源線或I/O線路之傳導(dǎo)性攪擾(由供電或建筑物內(nèi)致使)。
•Surge：經(jīng)由電源線之高能量暫態(tài)雜訊攪擾(電燈之閃爍致使)。
•VD/I：Dips and Interrupts電源電壓降低或中止(電力分配體系之毛病或失誤所形成的使，例如供電過載或空氣開關(guān)跳動(dòng)所形成的使)
•Inrush: 開機(jī)輸入沖擊電流，開關(guān)電源對(duì)供電體系的影響。
開關(guān)電源正在向著高頻化和小型化開展，跟著各種具有新功用的開關(guān)電源呈現(xiàn)，各項(xiàng)測(cè)驗(yàn)的重要性就將凸顯出來。新商品只要經(jīng)過各項(xiàng)測(cè)驗(yàn)才干終究走向市場(chǎng)，所以想要被市場(chǎng)所承受就要滿意各項(xiàng)測(cè)驗(yàn)的需要。而對(duì)菜鳥來說，把握開關(guān)電源的各項(xiàng)測(cè)驗(yàn)流程將為開關(guān)電源的規(guī)劃打下堅(jiān)實(shí)的根底。
咱們常見的開關(guān)電源首要包括如下幾個(gè)類型：
•AC-DC：如自己用、家用、單位用、工業(yè)用(電腦、周邊、傳真機(jī)、充電器)
•DC-DC：如可攜帶式商品(移動(dòng)電話、筆計(jì)本電腦、攝影機(jī)，通訊交換機(jī)二次電源)
•DC-AC：如車用轉(zhuǎn)換器(12V～115/230V) 、通訊交換機(jī)振鈴信號(hào)電源
•AC-AC：如溝通電源變壓器、變頻器、UPS不間斷電源
開關(guān)電源的全部測(cè)驗(yàn)需要各種高精度的電子儀器來模仿各種電路的實(shí)踐作業(yè)情況和特性，這樣才干對(duì)開關(guān)電源的制作質(zhì)量和規(guī)劃做出確保。開關(guān)電源有許多不一樣的構(gòu)成構(gòu)造(單輸出、多輸出、及正負(fù)極性等)和輸出電壓、電流、功率之組合，因而需要具彈性多元化的測(cè)驗(yàn)儀器才干契合很多不一樣標(biāo)準(zhǔn)之需要。
電氣功用(Electrical Specifications)測(cè)驗(yàn)
當(dāng)驗(yàn)證電源供應(yīng)器的質(zhì)量時(shí)，下列為一般的功用性測(cè)驗(yàn)項(xiàng)目，具體說明如下：
一、功用(Functions)測(cè)驗(yàn)：
•輸出電壓調(diào)整(Hold-on Voltage Adjust)
•電源調(diào)整率(Line Regulation)
•負(fù)載調(diào)整率(Load Regulation)
•歸納調(diào)整率(Conmine Regulation)
•輸出漣波及雜訊(Output Ripple & Noise, RARD)
•輸入功率及功率(Input Power, Efficiency)
•動(dòng)態(tài)負(fù)載或暫態(tài)負(fù)載(Dynamic or Transient Response)
•電源杰出/失效(Power Good/Fail)時(shí)刻
•起動(dòng)(Set-Up)及堅(jiān)持(Hold-Up)時(shí)刻
慣例功用(Functions)測(cè)驗(yàn)
A. 輸出電壓調(diào)整：
當(dāng)制作開關(guān)電源時(shí)，第一個(gè)測(cè)驗(yàn)過程為將輸出電壓調(diào)整至標(biāo)準(zhǔn)規(guī)模內(nèi)。此過程完結(jié)后才干確保后續(xù)的標(biāo)準(zhǔn)可以契合。 一般，當(dāng)調(diào)整輸出電壓時(shí)，將輸入溝通電壓設(shè)定為正常值(115Vac或230Vac)，而且將輸出電流設(shè)定為正常值或滿載電流，然后以數(shù)字電壓表丈量電源供應(yīng)器的輸出電壓值并調(diào)整其電位器(VR)直到電壓讀值坐落需要之規(guī)模內(nèi)。
B. 電源調(diào)整率：
電源調(diào)整率的界說為電源供應(yīng)器于輸入電壓改動(dòng)時(shí)供給其安穩(wěn)輸出電壓的才干。此項(xiàng)測(cè)驗(yàn)系用來驗(yàn)證電源供應(yīng)器在最惡劣之電源電壓環(huán)境下，如夏天之正午(因氣溫高，用電需要量最大)其電源電壓最低;又如冬季之晚上(因氣溫低，用電需要量最小)其電源電壓最高。在前述之兩個(gè)極端下驗(yàn)證電源供應(yīng)器之輸出電源之安穩(wěn)度是不是契合需要之標(biāo)準(zhǔn)。
為準(zhǔn)確丈量電源調(diào)整率，需要下列之設(shè)備：
•能供給可變電壓才干的電源，起碼能供給待測(cè)電源供應(yīng)器的最低到最高之輸入電壓規(guī)模，(KIKUSUI PCR系列電源能供給0--300VAC 5-1000Hz 的安穩(wěn)溝通電源，0---400V DC的直流電源)。
•一個(gè)均方根值溝通電壓表來丈量輸入電源電壓，很多的數(shù)字功率計(jì)能準(zhǔn)確計(jì)量V A W PF。
•一個(gè)精細(xì)直流電壓表，具有起碼高于待測(cè)物調(diào)整率十倍以上，一般運(yùn)用5位以上高精度數(shù)字表。
•銜接至待測(cè)物輸出的可變電子負(fù)載。
* 測(cè)驗(yàn)過程如下：于待測(cè)電源供應(yīng)器以正常輸入電壓及負(fù)載情況下熱機(jī)安穩(wěn)后，別離于低輸入電壓(Min)，正常輸入電壓(Normal)，及高輸入電壓(Max)下丈量并記載其輸出電壓值。
電源調(diào)整率一般以一正常之固定負(fù)載(Nominal Load)下，由輸入電壓改動(dòng)所形成其輸出電壓誤差率(deviation)的百分比，如下列公式所示：
V0(max)-V0(min) / V0(normal)
電源調(diào)整率亦可用下列辦法表明之：于輸入電壓改動(dòng)下，其輸出電壓之誤差量須于規(guī)則之上下限規(guī)模內(nèi)，即輸出電壓之上下限絕對(duì)值以內(nèi)。
C. 負(fù)載調(diào)整率：
負(fù)載調(diào)整率的界說為開關(guān)電源于輸出負(fù)載電流改動(dòng)時(shí)，供給其安穩(wěn)輸出電壓的才干。此項(xiàng)測(cè)驗(yàn)系用來驗(yàn)證電源在最惡劣之負(fù)載環(huán)境下，如自己電腦內(nèi)設(shè)備起碼之外設(shè)卡且硬盤均不動(dòng)作(因負(fù)載起碼，用電需要量最小)其負(fù)載電流最低和自己電腦內(nèi)設(shè)備最多之外設(shè)卡且硬盤在動(dòng)作(因負(fù)載最多，用電需要量最大)其負(fù)載電流最高的兩個(gè)極端下驗(yàn)證電源供應(yīng)器之輸出電源之安穩(wěn)度是不是契合需要之標(biāo)準(zhǔn)。
* 所需的設(shè)備和銜接與電源調(diào)整率類似，僅有不一樣的是需要精細(xì)的電流表與待測(cè)電源供應(yīng)器的輸出串聯(lián)。示：
測(cè)驗(yàn)過程如下：于待測(cè)電源供應(yīng)器以正常輸入電壓及負(fù)載情況下熱機(jī)安穩(wěn)后，丈量正常負(fù)載下之輸出電壓值，再別離于輕載(Min)、重載(Max)負(fù)載下，丈量并記載其輸出電壓值(別離為Vmax與Vmin)，負(fù)載調(diào)整率一般以正常之固定輸入電壓下，由負(fù)載電流改動(dòng)所形成其輸出電壓誤差率的百分比，如下列公式所示：
V0(max)-V0(min) / V0(normal)
負(fù)載調(diào)整率亦可用下列辦法表明：于輸出負(fù)載電流改動(dòng)下，其輸出電壓之誤差量須于規(guī)則之上下限電壓規(guī)模內(nèi)，即輸出電壓之上下限絕對(duì)值以內(nèi)。
D. 歸納調(diào)整率：
歸納調(diào)整率的界說為電源供應(yīng)器于輸入電壓與輸出負(fù)載電流改動(dòng)時(shí)，供給其安穩(wěn)輸出電壓的才干。這是電源調(diào)整率與負(fù)載調(diào)整率的歸納，此項(xiàng)測(cè)驗(yàn)系為上述電源調(diào)整率與負(fù)載調(diào)整率的歸納，可供給對(duì)電源供應(yīng)器于改動(dòng)輸入電壓與負(fù)載情況下更正確的功用驗(yàn)證。 歸納調(diào)整率用下列辦法表明：于輸入電壓與輸出負(fù)載電流改動(dòng)下，其輸出電壓之誤差量須于規(guī)則之上下限電壓規(guī)模內(nèi)(即輸出電壓之上下限絕對(duì)值以內(nèi))或某一百分比邊界內(nèi)。
E. 輸出雜訊(PARD)：
輸出雜訊(PARD)系指于輸入電壓與輸出負(fù)載電流均不變的情況下，其均勻直流輸出電壓上的周期性與隨機(jī)性誤差量的電壓值。輸出雜訊是表明在經(jīng)過穩(wěn)壓及濾波后的直流輸出電壓上一切不需要的溝通和噪聲部份(包括低頻之50/60Hz電源倍頻信號(hào)、高于20 KHz之高頻切換信號(hào)及其諧波，再與其它之隨機(jī)性信號(hào)所構(gòu)成))，一般以mVp-p峰對(duì)峰值電壓為單位來表明。 一般的開關(guān)電源的標(biāo)準(zhǔn)均以輸出直流輸出電壓的1%以內(nèi)為輸出雜訊之標(biāo)準(zhǔn)，其頻寬為20Hz到20MHz(或其它更高之頻寬如100MHz等)。 開關(guān)電源實(shí)踐作業(yè)時(shí)最惡劣的情況(如輸出負(fù)載電流最大、輸入電源電壓最低一級(jí))，若電源供應(yīng)器在惡劣環(huán)境情況下，其輸出直流電壓加上雜訊后之輸出瞬時(shí)電壓，仍可以堅(jiān)持安穩(wěn)的輸出電壓不超越輸出高低電壓邊界景象，不然將能夠會(huì)致使電源電壓超越或低于邏輯電路(如TTL電路)之承受電源電壓而誤動(dòng)作，進(jìn)一步形成死機(jī)表象。
例如5V輸出，其輸出雜訊需要為50mV以內(nèi)(此刻包括電源調(diào)整率、負(fù)載調(diào)整率、動(dòng)態(tài)負(fù)載等其它一切改變，其輸出瞬時(shí)電壓應(yīng)介于4.75V至5.25V之間，才不致致使TTL邏輯電路之誤動(dòng)作)。在丈量輸出雜訊時(shí)，電子負(fù)載的PARD有必要比待測(cè)之電源供應(yīng)器的PARD值為低，才不會(huì)影響輸出雜訊之丈量。一起丈量電路有必要有杰出的阻隔處置及阻抗匹配，為防止導(dǎo)線上發(fā)作不必要的攪擾、振鈴和駐波，一般都選用雙同軸電纜并以50Ω于其端點(diǎn)上，并運(yùn)用差動(dòng)式量測(cè)辦法(可防止地回路之雜訊電流)，來取得正確的丈量成果，日本計(jì)測(cè)KEISOKU GEIKEN 的PARD 測(cè)驗(yàn)儀具有此種功用。
F. 輸入功率與功率：
電源供應(yīng)器的輸入功率之界說為以下之公式：
True Power = Pav(watt) = V1 Ai dt = Vrms x Arms x Power Factor
即為對(duì)一周期內(nèi)其輸入電壓與電流乘積之積分值，需注意的是Watt≠VrmsArms而是Watt=VrmsArmsxP.F.，其中P.F.為功率要素(Power Factor)，一般電源供應(yīng)器的功率要素在0.6～0.7擺布，而大功率之電源供應(yīng)器具有功率要素校正器者，其功率要素一般大于0.95，當(dāng)輸入電流波形與電壓波形完全相一起，功率要素為1，并依其不相同之程度，其功率要素為1～0之間。
電源供應(yīng)器的功率之界說為：
ΣVout x lout / True Power (watts)
即為輸出直流功率之總和與輸入功率之比值。一般自己電腦用電源供應(yīng)器之功率為65%～80%擺布。功率供給對(duì)電源供應(yīng)器正確作業(yè)的驗(yàn)證，若功率超越規(guī)則規(guī)模，即表明規(guī)劃或零件資料上有疑問，功率太低時(shí)會(huì)致使散熱增加而影響其運(yùn)用壽數(shù)。 由于這些年關(guān)于環(huán)保及動(dòng)力消耗愈來愈注重，如電腦動(dòng)力之星「Energy Star」對(duì)開關(guān)電源之需要：于溝通輸入功率為30Wrms時(shí)，其功率需為60%以上(即此刻直流輸出功率有必要高于18W);又關(guān)于ATX架構(gòu)開關(guān)電源于直流失能(DC Disable)情況其輸入功率應(yīng)不大于5W。因而溝通功率測(cè)驗(yàn)外表需要既準(zhǔn)確又規(guī)模廣大，才干契合此項(xiàng)測(cè)驗(yàn)之需要。
G. 動(dòng)態(tài)負(fù)載或暫態(tài)負(fù)載
一個(gè)定電壓輸出的電源，于規(guī)劃中具有反響操控回路，可以將其輸出電壓接連不斷地堅(jiān)持安穩(wěn)的輸出電壓。由于實(shí)踐上反響操控回路有必定的頻寬，因而約束了電源供應(yīng)器對(duì)負(fù)載電流改動(dòng)時(shí)的反響。若操控回路輸入與輸出之相移于增益(Unity Gain)為1時(shí)，超越180度，則電源供應(yīng)器之輸出便會(huì)呈現(xiàn)不安穩(wěn)、失控或振動(dòng)之表象。實(shí)踐上，電源供應(yīng)器作業(yè)時(shí)的負(fù)載電流也是動(dòng)態(tài)改動(dòng)的，而不是始終堅(jiān)持不變(例如硬盤、軟驅(qū)、CPU或RAM動(dòng)作等)，因而動(dòng)態(tài)負(fù)載測(cè)驗(yàn)對(duì)電源供應(yīng)器而言是極為重要的。可編程序電子負(fù)載可用來模仿電源供應(yīng)器實(shí)踐作業(yè)時(shí)最惡劣的負(fù)載情況，如負(fù)載電流敏捷上升、降低之斜率、周期等，若電源供應(yīng)器在惡劣負(fù)載情況下，仍可以堅(jiān)持安穩(wěn)的輸出電壓不發(fā)作過高激(Overshoot)或過低(Undershoot)景象，不然會(huì)致使電源之輸出電壓超越負(fù)載組件(如TTL電路其輸出瞬時(shí)電壓應(yīng)介于4.75V至5.25V之間，才不致致使TTL邏輯電路之誤動(dòng)作)之承受電源電壓而誤動(dòng)作，進(jìn)一步形成死機(jī)表象。
H. 電源杰出/失效時(shí)刻(Power Good、Power Fail或Pok)
電源杰出信號(hào)，簡(jiǎn)稱PGS(Power Good Signal或Pok High)，是電源送往電腦體系的信號(hào)，當(dāng)其輸出電壓安穩(wěn)后，告訴電腦體系，以便做開機(jī)程序之 C 而電源失效信號(hào)(Power Fail或Pok Low)是電源供應(yīng)器表明其輸出電壓沒有到達(dá)或降低超越于一正常作業(yè)之情況。 以上一般由一「PGS」或「Pok」信號(hào)之邏輯改動(dòng)來表明，邏輯為「1或High」時(shí)，表明為電源杰出(Power Good)，而邏輯為「0或Low」時(shí)，表明為電源失效(Power Fail)，請(qǐng)叁考圖5之時(shí)序圖：
電源的電源杰出(Power Good)時(shí)刻為從其輸出電壓安穩(wěn)時(shí)起到PGS信號(hào)由0變?yōu)?的時(shí)刻，一般值為100ms到2000ms之間。 電源的電源失效(Power Fail)時(shí)刻為從PGS信號(hào)由由1變?yōu)?的時(shí)刻起到其輸出電壓低于穩(wěn)壓規(guī)模的時(shí)刻，一般值為1ms以上。日本計(jì)測(cè)KEISOKU GEIKEN 的電子負(fù)載可直接丈量電源杰出與電源失效時(shí)刻，并可設(shè)定上下限，做為是不是合格的區(qū)分。
I. 發(fā)動(dòng)時(shí)刻(Set-Up Time)與堅(jiān)持時(shí)刻(Hold-Up Time)
發(fā)動(dòng)時(shí)刻為電源供應(yīng)器從輸入接上電源起到其輸出電壓上升到穩(wěn)壓規(guī)模內(nèi)停止的時(shí)刻，以一輸出為5V的電源供應(yīng)器為例，發(fā)動(dòng)時(shí)刻為從電源開機(jī)起到輸出電壓到達(dá)4.75V停止的時(shí)刻。
堅(jiān)持時(shí)刻為電源供應(yīng)器從輸入堵截電源起到其輸出電壓降低到穩(wěn)壓規(guī)模外停止的時(shí)刻，以一輸出為5V的電源供應(yīng)器為例，堅(jiān)持時(shí)刻為從關(guān)機(jī)起到輸出電壓低于4.75V停止的時(shí)刻，一般值為17ms或20ms以上，以防止電力公司供電中于少了半周或一周之情況下而受影響。
發(fā)動(dòng)時(shí)刻與堅(jiān)持時(shí)刻的時(shí)序如圖6所示。
I. 其它
•Power Up delay：+5/3.3V 的上升時(shí)刻(由10%上升到90%電壓之時(shí)刻)
•Remote ON/OFF Control：遙控「開」或「關(guān)」之操控
•Fan Speed Control/Monitor：散熱電扇之轉(zhuǎn)速「操控」及「監(jiān)督」
二、維護(hù)動(dòng)作(Protections)測(cè)驗(yàn)：
•過電壓維護(hù)(OVP, Over Voltage Protection)
•短路維護(hù)(Short)
•過電流維護(hù)(OCP, Over Current Protection)
•過功率維護(hù)(OPP, Over Power Protection)
維護(hù)功用測(cè)驗(yàn)
A. 過電壓維護(hù)(OVP)測(cè)驗(yàn)
當(dāng)電源供應(yīng)器的輸出電壓超越其最大的約束電壓時(shí)，會(huì)將其輸出封閉(Shutdown)以防止損壞負(fù)載之電路組件，稱為過電壓維護(hù)。過電壓維護(hù)測(cè)驗(yàn)系用來驗(yàn)證電源供應(yīng)器當(dāng)呈現(xiàn)上述反常情況時(shí)(當(dāng)電源供應(yīng)器內(nèi)部之回授操控電路或零件損壞時(shí)，有能夠發(fā)作反常之輸出高電壓)，能否正確地反響。 過電壓維護(hù)功用關(guān)于一些對(duì)電壓靈敏的負(fù)載格外重要，如CPU、記憶體、邏輯電路等，由于這些貴重組件若因作業(yè)電壓太高，超越其額定值時(shí)，會(huì)致使永久性的損壞，因而損失慘重。電源供應(yīng)器于過電壓景象發(fā)作時(shí)，其輸出電壓波形如圖7所示。
B. 短路維護(hù)測(cè)驗(yàn)
當(dāng)電源供應(yīng)器的輸出短路時(shí)，則電源供應(yīng)器應(yīng)該約束其輸出電流或封閉其輸出，以防止損壞。短路維護(hù)測(cè)驗(yàn)是驗(yàn)證當(dāng)輸出短路時(shí)(能夠是配線銜接過錯(cuò)，或運(yùn)用電源之組件或零組件毛病短路所形成的)，電源供應(yīng)器能否正確地反響。
C. 過電流維護(hù)OCP測(cè)驗(yàn)
當(dāng)電源供應(yīng)器的輸出電流超越額守時(shí)，則電源供應(yīng)器應(yīng)該約束其輸出電流或封閉其輸出，以防止負(fù)載電流過大而損壞。又若電源供應(yīng)器之內(nèi)部零件損壞而形成較正常大的負(fù)載電流時(shí)，則電源供應(yīng)器也應(yīng)該封閉或約束其輸出，以防止損壞或發(fā)作風(fēng)險(xiǎn)。過電流維護(hù)測(cè)驗(yàn)是驗(yàn)證當(dāng)上述任一種情況發(fā)作時(shí)，電源供應(yīng)器能否正確地反響。
D. 過功率維護(hù)OPP測(cè)驗(yàn)
當(dāng)電源的輸出功率(可為單一輸出或多組輸出)超越額守時(shí)，則電源應(yīng)該約束其輸出功率或封閉其輸出，以防止負(fù)載功率過大而損壞或發(fā)作風(fēng)險(xiǎn)。又若電源內(nèi)部零件損壞而形成較正常大的負(fù)載功率時(shí)，則電源也應(yīng)該封閉或約束其輸出，以防止損壞。 過功率維護(hù)測(cè)驗(yàn)是驗(yàn)證當(dāng)上述任一種情況發(fā)作時(shí)，電源能否正確地反響。 本項(xiàng)測(cè)驗(yàn)一般包括兩組或數(shù)組輸出功率之功率約束維護(hù)，因而較上述單一輸出之維護(hù)測(cè)驗(yàn)(OVP、OCP、Short等)稍具改動(dòng)。
三、安全(Safety)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)驗(yàn)：
•輸入電流、漏電電流等
•耐壓絕緣: 電源輸入對(duì)地，電源輸出對(duì)地;電路板線路須有安全距離。
•溫度抗燃：零組件需具有抗燃之安全標(biāo)準(zhǔn)，作業(yè)溫度須于安全標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)。
•機(jī)殼接地：需于0.1歐姆以下，以防止漏電觸電之風(fēng)險(xiǎn)。
•變壓輸出特性：開路、短路及最大伏安(VA)輸出
四、反常測(cè)驗(yàn)：散熱電扇停轉(zhuǎn)、電壓選擇開關(guān)設(shè)定過錯(cuò)
五、電磁兼容(Electromagnetic Compliance)測(cè)驗(yàn)：
電源供應(yīng)器需契合CISPR 22、CLASS B之傳導(dǎo)與幅射的4dB馀裕度，電源供應(yīng)器需在以下三種負(fù)載情況下測(cè)驗(yàn)：
每個(gè)輸出為空載、每個(gè)輸出為50%負(fù)載、每個(gè)輸出為100%負(fù)載。
•傳導(dǎo)攪擾/免疫：經(jīng)由電源線之傳導(dǎo)性攪擾/免疫
•幅射攪擾/免疫：經(jīng)由磁場(chǎng)之幅射性攪擾/免疫
六、 可靠性(Reliability)測(cè)驗(yàn)：
老化壽數(shù)測(cè)驗(yàn)：高溫(約50-60度)及長(zhǎng)時(shí)刻(約8-24小時(shí))滿載測(cè)驗(yàn)。
七、其它測(cè)驗(yàn)：
•ESD：Electrostatic Discharge靜電放電(人或物體經(jīng)由直觸摸摸或間隔放電致使)在2-15KV之ESD脈波下，
待測(cè)物之每個(gè)外表區(qū)域應(yīng)履行接連20次的靜電放電測(cè)驗(yàn)，電源供應(yīng)器之輸出需持續(xù)作業(yè)而不會(huì)發(fā)作突波(Glitch)
或中止(Interrupt)，直接ESD觸摸時(shí)不該形成過激(Overshoot)或欠激(Undershoot)之超越穩(wěn)壓規(guī)模的情況、及過電壓維護(hù)(OVP)、過電流維護(hù)(OCP)等。另外，于ESD放電電壓在高達(dá)25KV下，應(yīng)不致形成組件毛病(Failure)。
•EFT：Electrical Fast Transient or burst一串切換雜訊經(jīng)由電源線或I/O線路之傳導(dǎo)性攪擾(由供電或建筑物內(nèi)致使)。
•Surge：經(jīng)由電源線之高能量暫態(tài)雜訊攪擾(電燈之閃爍致使)。
•VD/I：Dips and Interrupts電源電壓降低或中止(電力分配體系之毛病或失誤所形成的使，例如供電過載或空氣開關(guān)跳動(dòng)所形成的使)
•Inrush: 開機(jī)輸入沖擊電流，開關(guān)電源對(duì)供電體系的影響。
開關(guān)電源正在向著高頻化和小型化開展，跟著各種具有新功用的開關(guān)電源呈現(xiàn)，各項(xiàng)測(cè)驗(yàn)的重要性就將凸顯出來。新商品只要經(jīng)過各項(xiàng)測(cè)驗(yàn)才干終究走向市場(chǎng)，所以想要被市場(chǎng)所承受就要滿意各項(xiàng)測(cè)驗(yàn)的需要。而對(duì)菜鳥來說，把握開關(guān)電源的各項(xiàng)測(cè)驗(yàn)流程將為開關(guān)電源的規(guī)劃打下堅(jiān)實(shí)的根底。
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