開關(guān)電源如何測試?關(guān)于開關(guān)電源測試合格的方法
日期:2022-10-19 16:32:00 瀏覽量:1449 標簽: 開關(guān)電源
在很多電子電器電路中,開關(guān)電源是故障率比較高的電路,一旦開關(guān)電源出現(xiàn)故障后,就會導(dǎo)致各種其他故障。開關(guān)電源具有效率高、體積小、可升降壓、可輸出負壓等諸多優(yōu)點。但是實際使用過程中,很多設(shè)計人員忽略了開關(guān)電源的測試項目,或者對測試項目不了解,導(dǎo)致很多電源產(chǎn)品設(shè)計出來以后不符規(guī)范、或者功能、性能、壽命不達標,需重新設(shè)計。本文收集整理了一些資料,期望能對各位讀者有比較大的參閱價值。
1、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。
判定標準
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。
2、反復(fù)開關(guān)機測試
測試說明
電源模塊輸出帶最大負載情況下,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載,用接觸器控制電壓輸入,合15s,斷開5s(或者可以用ac source進行模擬),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,電源模塊帶最大負載,用接觸器控制電壓輸入,合15s,斷開5s(或者可以用ac source進行模擬),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,電源模塊帶最大負載,用接觸器控制電壓輸入,合15s,斷開5s(或者可以用ac source進行模擬),連續(xù)運行2小時,電源模塊應(yīng)能正常工作。
判定標準
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。
3、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。
判定標準
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。
4、輸入瞬態(tài)高壓測試
測試說明
pfc電路采用平均值電路進行過欠壓保護,因此在輸入瞬態(tài)高壓時,pfc電路可能會很快實現(xiàn)保護,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。
判定標準
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。
5、輸入電壓跌落及輸出動態(tài)負載
測試說明
一次模塊在實際使用過程中,當輸入電壓跌落時,電源模塊突加負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。
判定標準
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)。
6、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)熱最為嚴重。
測試方法
a、將模塊的輸入電壓調(diào)整為輸入過壓保護點-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行。
判定標準
在上述條件下工作,模塊沒有出現(xiàn)損壞,合格;否則不合格。
7、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。
判定標準
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。
8、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)進行全面仔細的測試。
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。
判定標準
pfc測試可以作為可靠性參考,出現(xiàn)嚴重問題時,應(yīng)及時解決。
9、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。
判定標準
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。
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