开关电源常规测试项目及仪器设备配置详解
1. POWER FACTOR EFFICIENCY TEST / 功率因素和效率测试
一、目的:
测试S.M.P.S. 的功率因素POWER FACTOR, 效率EFFICIENCY(规格依客户要求设计).
二. 使用仪器设备:
(1). AC SOURCE / 交流电源;
(2). ELECTRONIC LOAD / 电子负载;
(3). DIGITAL VOLTAGE METER (DVM) / 数字式电压表;
(4). AC POWER METER / 功率表;
三. 测试条件:
四、测试方法:
(1). 依规格设定测试条件: 输入电压, 频率和输出负载.
(2). 从POWER METER 读取Pin and PF 值, 并读取输出电压, 计算Pout.
(3). 功率因素=PIN / (Vin*Iin), 效率=Pout / Pin*100%;
五. 测试回路图:
2. ENERGYEFFICIENCY TEST / 能效测试
一、目的:
测试S.M.P.S. 能效值是否满足相应的各国能效等级标准要求(规格依各国标准要求定义).
二. 使用仪器设备:
开关电源测试标准
开关电源的测试 良好的开关电源必须符合所有功能规格、保护特性、安全规范（如UL、CSA、VDE、DEMKO、SEMKO，长城等等之耐压、抗燃、漏电流、接地等安全规格）、电磁兼容能力（如FCC、CE等之传导与幅射干扰）、可靠性（如老化寿命测试）、及其他之特定需求等。 开关电源包括下列之型式： ·AC-DC：如个人用、家用、办公室用、工业用(电脑、周边、传真机、充电器) ·DC-DC：如可携带式产品(移动电话、笔计本电脑、摄影机，通信交换机二次电源) ·DC-AC：如车用转换器(12V～115/230V) 、通信交换机振铃信号电源 ·AC-AC：如交流电源变压器、变频器、UPS不间断电源 开关电源的设计、制造及品质管理等测试需要精密的电子仪器设备来模拟电源供应器实际工作时之各项特性(亦即为各项规格)，并验证能否通过。开关电源有许多不同的组成结构(单输出、多输出、及正负极性等)和输出电压、电流、功率之组合，因此需要具弹性多样化的测试仪器才能符合众多不同规格之需求。 电气性能(Electrical Specifications)测试 当验证电源供应器的品质时，下列为一般的功能性测试项目，详细说明如下： 一、功能(Functions)测试： ·输出电压调整(Hold-on Voltage Adjust) ·电源调整率(Line Regulation) ·负载调整率(Load Regulation) ·综合调整率(Conmine Regulation) ·输出涟波及杂讯(Output Ripple & Noise, RARD) ·输入功率及效率(Input Power, Efficiency) ·动态负载或暂态负载(Dynamic or Transient Response) ·电源良好/失效(Power Good/Fail)时间 ·起动(Set-Up)及保持(Hold-Up)时间 常规功能(Functions)测试 A. 输出电压调整： 当制造开关电源时，第一个测试步骤为将输出电压调整至规格范围内。此步骤完成后才能确保后 续的规格能够符合。通常，当调整输出电压时，将输入交流电压设定为正常值(115Vac或230Vac)， 并且将输出电流设定为正常值或满载电流，然后以数字电压表测量电源供应器的输出电压值并调整其 电位器(VR)直到电压读值位于要求之范围内。 B. 电源调整率：
南京中富达电子通信技术有限公司 逾& 多甫窘nan i i n￡r zhanp-f uda ft I fttit rnn norraniin i mat ft hv I fttt ft r tftnhno I nfrv I tj,开关电源系统的故障分析与维护 直流开关电源是通信系统的心脏，电源运行质量直接关系到通信网络在线设备的工作质量；保障电源稳定、可靠、安全、优质的情况下运行，确保各项供电指标符合通信设备的供电要求，才能保证通信 设备稳定工作、通信畅通无阻。电源维护人员是保证电源稳定工作的重要技术力量，深入探讨直流开关电源系统故障分析方法与维护措施，有利于电源维护技术人员在维护检查过程中正确的操作和处理故障，及时保障电源设备正常的工作。 一、直流开关电源系统维护要点 1. 重视现场巡检 定期巡视检测通信电源设备，注意机房环境温度和设备运行状况，利用电源监控系统，实时监控电源设备的各种运行参数，发现问题及时处理。巡视检测时必须检查电源工作状态：模块配置是否合理，充电限流值是否正确，有无告警，系统交流电压、电流，直流浮充电压、负载电流、蓄电池充电电流，风扇运行状况，防雷器件状况，开关电源监控模块的各项运行参数是否正确，温度补偿是否正常启用。开关电源模块均流是否小于5%等。蓄电池保险、蓄电池连接条温升，蓄电池是否有爬酸、漏液、鼓肚等现象。机房环境温度是否合符维护要求等。 2. 应用远程监控
逾& 多曲" nan i i ntr yhnnjrf uda fi I ftdtrnn norraniin i mat ft hv I fttt ft r tftnhno I nirv I tj, 利用监控系统对电源设备能够实现远程监控，通过远程监控系统了解故障现象，通过远程能处理的故障可以通过远程监控解决，不能处理的故障，必须马上到现场处理。同时利用电源监控系统检测电源的各种信号是否正常，数据是否存在偏差。 3. 及时处理故障 处理电源设备故障时，应首先初步判断造成电源故障原因和故障部位，然后采取相应的方法和措施对电源故障进行处理。对严重故障 必须请示主管领导。 4. 寻求技术支持 对不能马上处理的电源故障，必须电话咨询相关厂家技术人员， 若电话指导仍然解决不了问题，应立即采用现有备件临时恢复电源设备供电，同时做好故障记录，并通知相关厂家技术人员带配件来维修。 5. 确保安全 在处理故障的过程中应特别注意以下方面的问题以确保安全： (1) 处理故障过程中大部份时间是带电操作的，因此一定要注意不能引起直流输出、交流输入的短路，各种维护工具必做好绝缘处理，确保人身安全和电源设备供电的安全。
开关电源测试规范 By ZGQ 一、概述 本文主要阐述了开关电源必须通过一系列的测试，使其符合所有功能规格、保护特性、安规（如UL、CSA、VDE、DEMKO、SEMKO，长城等之耐压、抗燃、漏电流、接地等安全规格）、电磁兼容（如FCC、CE等之传导与幅射干扰）、可靠性（如老化寿命测试）、及其他特定要求等。 测试开关电源是否通过设计指标，需要各种精密的电子设备去模拟电源在各种环境下实际工作中的性能。下面是开关电源一些测试项目： 1.功能(Functions)测试： ·电压调整率测试(Line Regulation Test) ·负载调整率测试(Load Regulation Test) ·输出纹波及噪声测试(Output Ripple & Noise Test) ·功率因数和效率测试(Power Faction & Efficiency Test) ·能效测试（Energy Efficiency Test） ·上升时间测试（Rise Time Test） ·下降时间测试（Fall Time Test） ·开机延迟时间测试（Turn On Delay Time Test） ·关机保持时间测试（Hold Up Time Test） ·输出过冲幅度测试(Output Overshoot Test) ·输出暂态响应测试（Output Transient Response Test） 2.保护动作(Protections)测试： ·过电压保护(OVP, Over Voltage Protection) ·短路保护(Short Circuit Protection) ·过电流保护(OCP, Over Current Protection) 3.安全(Safety)规格测试： ·输入电流、漏电电流等 ·耐压绝缘: 电源输入对地，电源输出对地；电路板线路须有安全间距。 ·温度抗燃：零组件需具备抗燃之安全规格，工作温度须於安全规格内。 ·机壳接地：需於0.1欧姆以下，以避免漏电触电之危险。 ·变压输出特性：开路、短路及最大伏安(VA)输出 ·异常测试：散热风扇停转、电压选择开关设定错误 4.电磁兼容(Electromagnetic Compliance)测试： 5.可靠性(Reliability)测试： 6.其他测试： 二、电气特性(Electrical Specifications)测试
电子器件的电源测量通常情况是指开关电源的测量（当然还有线性电源）。讲述开关电源的资料非常多，本文讨论的内容为PWM开关电源，而且仅仅是作为测试经验的总结，为大家简述容易引起系统失效的一些因素。因此，在阅读本文之前，已经假定您对于开关电源有一定的了解。 1 开关电源简述 开关电源（Switching Mode Power Supply，常常简化为SMPS），是一种高频电能转换装置。其功能是将电压透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流。 开关电源的拓扑指开关电源电路的构成形式。一般是根据输出地线与输入地线有无电气隔离，分为隔离及非隔离变换器。非隔离即输入端与输出端相通，没有隔离措施，常见的DC/DC变换器大多是这种类型。所谓隔离是指输入端与输出端在电路上不是直接联通的，使用隔离变压器通过电磁变换方式进行能量传递，输入端和输出端之间是完全电气隔离的。 对于开关变换器来说，只有三种基本拓扑形式，即： ● Buck（降压） ● Boost（升压） ● Buck-Boost（升降压） 三种基本拓扑形式，是电感的连接方式决定。若电感放置于输出端，则为Buck 拓扑；电感放置于输入端，则是Boost拓扑。当电感连接到地时，就是Buck-Boost拓扑。 2 容易引发系统失效的关键参数测试 以下的测试项目除了是指在静态负载的情况下测试的结果，只有噪声(noise)测试需要用到动态负载。
2.1 Phase点的jitter 图一 对于典型的PWM开关电源，如果phase点jitter太大，通常系统会不稳定（和后面提到的相位裕量相关），对于200~500K的PWM开关电源，典型的jitter 值应该在1ns以下。 2.2 Phase点的塌陷 有时候工程师测量到下面的波形，这是典型的电感饱和的现象。对于经验不够丰富的工程师，往往会忽略掉。电感饱和会让电感值急剧下降，类似于短路了，这样会造成电流的急剧增加，MOS管往往会因为温度的急剧增加而烧毁。这时需要更换饱和电流更大的电感。 图二 2.3 Shoot through测试
(3).功率因素=PIN/(Vin*Iin),效率=Pout/Pin*100%； 五.测试回路图: 2.ENERGYEFFICIENCY TEST/能效测试 一、目的: 测试S.M.P.S.能效值是否满足相应的各国能效等级标准要求(规格依各国标准要求定义). 二.使用仪器设备: (1).AC SOURCE/交流电源; (2).ELECTRONIC LOAD/电子负载; (3).AC POWER METER/功率表; 三.测试条件: (1).输入电压条件为115Vac/60Hz和230Vac/50Hz与220Vac/50Hz/60Hz条件.
(2).输出负载条件为空载、1/4max.load、2/4max.load、3/4max.load、max.load五种负载条件. 四、测试方法: (1).在测试前将产品在在其标称输出负载条件下预热30分钟. (2).按负载由大到小顺序分别记录115Vac/60Hz与230Vac/50Hz输入时的输入功率(Pin),输入电流(Iin),输出电压(Vo),功率因素(PF)， 然后计算各条件负载的效率. (3).在空载时仅需记录输入功率(Pin)与输入电流(Iin). (4).计算115Vac/60Hz与230Vac/50Hz时的四种负载的平均效率,该值为能效的效率值 五、标准定义: CEC/美国EPA/澳大利亚及新西兰的能效规格值标准(IV等级)； (1).IV等级效率的规格是:1).Po<1W,Average Eff.≥0.5*Po;2).1≤Po≤51W, Average Eff.≥0.09*Ln(Po)+0.5;3).Po>51,Average Eff.≥0.85. (2).输入空载功率的规格是:1).0 (3).Po为铭牌标示的额定输出电压与额定输出电流的乘积; (4).实际测试的平均效率值和输入空载功率值需同时满足规格要求才可符合标准要求.
开关电源测试规范及报告一、电源基本情况 项目名称________________________, PCB板号__________________________ 使用温度范围：____________℃（若没有特殊要求，按照-15~55℃，） 输入电压范围：____________Vac（若没有特殊要求按照90-264Vac） 最大输出功率______W 二、电源原理图
三、带载能力与纹波测试 1. 测试方法 分别在不同输入电压下（额定电压、最小电压、最大电压），不同的环境温度（室温、最低温度、最高温度），测试各输出支路的负载电流为空载/半载/满载时的电压值与纹波，保存典型波形图。若实际电路中某支路不会出现空载情况，可不测空载。满载时的负载电流取实际最大工作电流的1.2倍。 2. 测试记录 输出1：反馈主路设计输出___V, 最大负载____A,电压允许范围_____，纹波允许范围______ 输出２：设计输出___V, 最大负载____A,电压允许范围_____，纹波允许范围_______ 输出3：设计输出___V, 最大负载____A,电压允许范围_____，纹波允许范围________
四、整流二极管反向耐压测试 1. 测试方法 分别在不同输入电压下（额定电压、最小电压、最大电压），不同的环境温度（室温、最低温度、最高温度），测试各输出支路在满载时整流二极管的反向峰值电压，保存典型波形图。 2. 测试记录 五、VDS电压测试 1. 测试方法 分别在不同输入电压下（额定电压、最大电压），测试电源芯片的MOSFET的VDS在变压器为空载/半载/满载时的峰值电压，保存典型波形图。分别测试5次启动过程和稳态过程。
开关电源测试详细解说当验证电源供应器的品质时，下列为一般的功能性测试项目，详细说明如下：一、功能(Functions)测试： ?输出电压调整(Hold-on Voltage Adjust) ?电源调整率(Line Regulation) ?负载调整率(Load Regulation) ?综合调整率(Conmine Regulation) ?输出涟波及杂讯(Output Ripple & Noise, RARD) ?输入功率及效率(Input Power, Efficiency) ?动态负载或暂态负载(Dynamic or Transient Response) ?电源良好/失效(Power Good/Fail)时间 ?起动(Set-Up)及保持(Hold-Up)时间 常规功能(Functions)测试 A. 输出电压调整： 当制造开关电源时，第一个测试步骤为将输出电压调整至规格范围内。此步骤完成后才能确保后续的规格能够符合。通常，当调整输出电压时，将输入交流电压设定为正常值(115Vac或230Vac)，并且将输出电流设定为正常值或满载电流，然后以数字电压表测量电源供应器的输出电压值并调整其电位器(VR)直到电压读值位于要求之范围内。 B. 电源调整率： 电源调整率的定义为电源供应器于输入电压变化时提供其稳定输出电压的能力。此项测试系用来验证电源供应器在最恶劣之电源电压环境下，如夏天之中午(因气温高，用电需求量最大)其电源电压最低；又如冬天之晚上(因气温低，用电需求量最小)其电源电压最高。在前述之两个极端下验证电源供应器之输出电源之稳定度是否合乎需求之规格。 为精确测量电源调整率，需要下列之设备： ?能提供可变电压能力的电源，至少能提供待测电源供应器的最低到最高之输入电压范围，（KIKUSUIPCR 系列电源能提供0--300VAC 5-1000Hz 的稳定交流电源，0---400V DC的直流电源）。 ?一个均方根值交流电压表来测量输入电源电压，众多的数字功率计能精确计量V A WPF。 ?一个精密直流电压表，具备至少高于待测物调整率十倍以上，一般应用5位以上高精度数字表。 ?连接至待测物输出的可变电子负载。 *测试步骤如下：于待测电源供应器以正常输入电压及负载状况下热机稳定后，分别于低输入电压(Min)，正常输入电压(Normal)，及高输入电压(Max)下测量并记录其输出电压值。 电源调整率通常以一正常之固定负载(NominalLoad)下，由输入电压变化所造成其输出电压偏差率
开关电源的系统设计深度解读 开关电源的系统设计深度解读 时间：2013-03-05 214次阅读【网友评论0条我要评论】收藏 首先从开关电源的设计及生产工艺开始描述吧，先说说印制板的设计。开关电源工作在高频率，高脉冲状态，属于模拟电路中的一个比较特殊种类。布板时须遵循高频电路布线原则。 1、布局：脉冲电压连线尽可能短，其中输入开关管到变压器连线，输出变压器到整流管连接线。脉冲电流环路尽可能小如输入滤波电容正到变压器到开关管返回电容负。输出部分变压器出端到整流管到输出电感到输出电容返回变压器电路中X电容要尽量接近开关电源输入端，输入线应避免与其他电路平行，应避开。 Y电容应放置在机壳接地端子或FG连接端。共摸电感应与变压器保持一定距离，以避免磁偶合。如不好处理可在共摸电感与变压器间加一屏蔽，以上几项对开关电源的EMC性能影响较大。 输出电容一般可采用两只一只靠近整流管另一只应靠近输出端子，可影响电源输出纹波指标，两只小容量电容并联效果应优于用一只大容量电容。发热器件要和电解电容保持一定距离，以延长整机寿命，电解电容是开关电源寿命的瓶劲，如变压器、功率管、大功率电阻要和电解保持距离，电解之间也须留出散热空间，条件允许可将其放置在进风口。 控制部分要注意：高阻抗弱信号电路连线要尽量短如取样反馈环路，在处理时要尽量避免其受干扰、电流取样信号电路，特别是电流控制型电路，处理不好易出现一些想不到的意外，其中有一些技巧，现以3843电路举例见图（1）图一效果要好于图二，图二在满载时用示波器观测电流波形上明显叠加尖刺，由于干扰限流点比设计值偏低，图一则没有这种现象、还有开关管驱动信号电路，开关管驱动电阻要靠近开关管，可提高开关管工作可靠性，这和功率MOSFET高直流阻抗电压驱动特性有关。
安徽巨森电器开关电源测试方案 开关电源在本公司得到广泛应用，由于某些原因，某些成熟的产品可能要更换电源。对于这些电源的更换，在一段时间内，公司未出台电源测试的方法，处于条件限制，现针对开关/模块电源的更换应进行的测试，结合本公司实际情况，制定公司新更换或新采用电源的测试方法。 一、测试项目 需测项目包括开关电源空载输出、额定负载时电压和电流输出、源效应、负载效应、纹波、耐压和绝缘电阻、短路保护（或过流保护点），产品老化试验。 测试参考各开关电源给出的详细参数说明书进行。 对于较重要的或功率在几十瓦以上的电源，其效率（或内部功率器件的工作温度）直接决定了它的可靠性、故障率，应予测试；此外尚有多项其他指标应根据不同要求安排测试，例如突加负载输出电压的瞬时跌落及其恢复时间、AC/DC 电源的输入功率因数和波形峰值比、电源的各项EMC 指标以及温度系数、时间稳定性等。 二、测试要求 1、测试人员需能正确使用数字万用表，识别开关电源的管脚图，能调节功率电源的输出电压，具有电相关知识。 2、测试仪器要求尽量使用精度高、分辨率高的仪器仪表，根据实际情况，选择使用仪器。 3、一般常规测试是在常温常压下测试的，对测试条件有特殊要求的需在要求条件下进行测试（比如有的需要模拟工作现场的环境，如室外、阴雨、暴晒等）。 三、测试方法和过程 3.1空载输出电压 将开关电源的输入电压调至开关电源的额定电压，用万用表测试开关电源的输出电压，为了减小误差，可以多测几组数据（图中的电源开关电源表示所检开关电源）。
图1 空载接线原理图 3.2额定负载下开关电源输出 这一步测试包括额定输出电压和电流的测试，首先要确定开关电源的额定负载，一般选择电阻作为负载。注意选择电阻的功率一定要远大于开关电源的输出功率，以减小电阻的发热，还可以加一些散热措施，如放置排风扇等。 额定负载计算公式： R0=U 2 /P 注：式中R0 为额定负载电阻值，U 为标称输出电压值，P 为额定功率。 确定了额定负载以后，将开关电源额定输入电压接上，接通开关电源的负载回路，在负载回路中串一电流表（为安全计，推荐采用串入精密分流电阻器测其压降，换算为电流值），测试回路中的电流，用万用表电压档测试开关电源输出电压。并记录电压电流值。接线图如2 所示，图中R0 为额定负载。 图2 额定负载接线原理图 3.3源效应（即电压调整率） 源效应为在开关电源的输入电压范围内，输入电压从低到高变化时，输出电压相对于标称输出的变化量。 将开关电源输入电压分别调至范围的下限和上限，用万用表测开关电源的输出电压并记录。 输入图3 源效应测试
主题：为方便做电源的朋友测试，特奉献此开关电源测试规范。[转] 为方便做电源的朋友测试，特奉献此开关电源测试规范。[转] wwxc： 开关电源测试规范 第一部分：电源指标的概念、定义 一．描述输入电压影响输出电压的几个指标形式。 1．绝对稳压系数。 A．绝对稳压系数：表示负载不变时，稳压电源输出直流变化量△U0与输入电网变化量△Ui之比。既：K=△U0/△Ui。 B．相对稳压系数：表示负载不变时，稳压器输出直流电压Uo的相对变化量△Uo与输出电网Ui的相对变化量△Ui之比。急： S=△Uo/Uo / △Ui/Ui 2. 电网调整率。 它表示输入电网电压由额定值变化+-10%时，稳压电源输出电压的相对变化量，有时也以绝对值表示。3. 电压稳定度。 负载电流保持为额定范围内的任何值，输入电压在规定的范围内变化所引起的输出电压相对变化△Uo/Uo （百分值），称为稳压器的电压稳定度。 二．负载对输出电压影响的几种指标形式。 1．负载调整率（也称电流调整率）。 在额定电网电压下，负载电流从零变化到最大时，输出电压的最大相对变化量，常用百分数表示，有时也用绝对变化量表示。 2．输出电阻（也称等效内阻或内阻）。 在额定电网电压下，由于负载电流变化△IL引起输出电压变化△Uo，则输出电阻为 Ro=|△Uo/△IL| 欧。 三．纹波电压的几个指标形式。 1．最大纹波电压。 在额定输出电压和负载电流下，输出电压的纹波（包括噪声）的绝对值的大小，通常以峰峰值或有效值表示。 2．纹波系数Y（%）。 在额定负载电流下，输出纹波电压的有效值Urms与输出直流电压Uo之比，既 y=Umrs/Uo x100% 3．纹波电压抑制比。 在规定的纹波频率（例如50HZ）下，输出电压中的纹波电压Ui~与输出电压中的纹波电压Uo~之比，即：纹波电压抑制比=Ui~/Uo~ 。 这里声明一下：噪声不同于纹波。纹波是出现在输出端子间的一种与输入频率和开关频率同步的成分，用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在输出电压的0.5%以下；噪声是出现在输出端子间的纹波以外的一种高频成分，也用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在输出电压的1%左右。纹波噪声是二者的合成，用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在输出电压的2%以下。 四．冲击电流。冲击电流是指输入电压按规定时间间隔接通或断开时，输入电流达到稳定状态前所通过的最大瞬间电流。一般是20A——30A。 五．过流保护。是一种电源负载保护功能，以避免发生包括输出端子上的短路在内的过负载输出电流对
1.0 目的： 统一定义本司电源产品的测试方法与标准，给电源的测试提供一个方法依据，从而使电源的测试能够正确、准确地进行。 2.0 适用范围： 适用于测试工程师、技术员和工程测试人员对本司所有电源类产品的测试验证. 3.0 定义 略 4.0 权责： 测试组：测试工程师、技术员对各阶段样机进行测试验证，并提供测试报告 研发组：针对测试组在测试过程中提出的问题点进行改善. 5.0 程序内容： 5.1 输入电流 5.1.1 测试条件 5.1.1.1 输入电压: 下限电压/上限电压/额定电压 5.1.1.2 负载: 满载条件 5.1.1.3 环境温度：室温 5.1.2 测试设备 5.1.2.1 可编程交流源 5.1.2.2 精密电子负载 5.1.2.3 电参数测试仪 5.1.3测试方法与步骤 5.1.3.1接线方法请参考下图 5.1.3.2 说明：当DC输入时，图中Power analyzer（电参数测试仪）用万用表替代测试电流 5.1.3.3 依照客户规格输入电压设定AC Source/DC Source的输出电压 5.1.3.4 依照客户规格的满载条件设定电子负载带载条件 5.1.3.5 开启AC Source 电源输出并确认EUT正常动作后，直接读取电参数测试仪的电流读 值或AC SOURCE上的电流读值即为输入电流值 5.1.3.6 DC输入时，用导线直接将DC Source与EUT连接，用钳流表量测其输入电流 5.1.4 判定标准 依照客户规格或开发样机规格书所定的标准判定，若规格无输入电流测试的判定标准，则此项测试仅供参考
5.1.5 注意事项 5.1.5.1 若客户对输入电流之量测条件有特别的要求，则测试标准条件的设定以客户规格为准 5.1.5.2 通常在外部环境为高温，EUT 规定的最低电压输入，EUT满载的条件下，所测得的电 流最大 5.1.5.3 电参数测试仪上显示的电流值的精确度要比AC Source 显示的电流值要高,建议用电 参数测试仪读取 5.2 启动冲击电流 5.2.1 测试条件 5.2.1.1 通常在高温环境、EUT允许最高的输入电压（AC输入的相位角建议为９０℃或２７ ０℃）及满载条件下所测得的数值最大 5.2.1.2 如客户无特别要求，本司的测试要求在常温条件下测试 5.2.1.3 一般而言，客户所定的冲击电流规格时通常会分别规定热态及冷态时的最大值，故量 测时严格以客户要求为准 5.2.2 测试设备 5.2.2.1 可编程交流源 5.2.2.2 精密电子负载 5.2.2.3 数字示波器 5.2.2.4 电流探头 5.2.3 测试方法与步骤 5.2.3.1 依据下图将仪器和待测物接线. 5.2.3.2 依照客户规格输入电压之上下限设定AC Source之电压输出. 5.2.3.3 依照客户规格作业温度的高温设定外部环境(Chamber)温度. 5.2.3.4 依照客户规格的满载条件设定电子负载条件：满载. 5.2.3.5 连接电流探头与示波器，设置适当的档位，将示波器触发设定为Normal捕获冲击电流 波形. 5.2.3.6 开启AC Source/DC Source 电源瞬间，示波器所取得的电流波形并判读其最高点的读 值为冲击电流，存储该冲击电流波形 5.2.4 判定标准 依照客户规格或本司企业标准所定标准判定，若规格无Inrush current测试标准，则此测试仅供参考 5.2.5 注意事项
开关电源系统设计方案毕业论文 目录 摘要.......................................... 错误!未定义书签。Abstract.......................................... 错误!未定义书签。 1 绪言 1.1课题背景 (2) 1.2选题的国外研究现状及水平、研究目标及意义 (2) 1.3 本课题主要的研究容 (3) 2 系统设计方案与论证 2.1课题研究的基本要求 (4) 2.2方案论证 (4) 2.2.1 DC/DC电路模块方案 (4) 2.2.2 MOSEFT驱动电路方案 (7) 2.2.3 单片机选择方案 (7) 2.2.4检测采样方案 (8) 2.2.5系统框图 (8) 3 硬件电路设计 3.1变压整流滤波电路 (9) 3.2辅助电源的设计 (11) 3.3 Buck电路参数选择原理和计算 (12) 3.3.1参数选择原理 (12) 3.3.2 电感值的计算 (15) 3.3.3 滤波电容的计算 (15) 3.3.4开关管的选择和开关管保护电路设计 (16) 3.4驱动电路的设计 (18)
3.5采样电路设计 (19) 3.6保护电路的设计 (20) 4 软件部分设计 4.1 AVR128简介 (21) 4.2 PWM波的产生 (22) 4.3 AD采样 (26) 5系统调试及结果分析 6 总结与展望 6.1 总结 (30) 6.2 展望 (30) 致谢 (31) 参考文献 (32) 附录 (34)
1 绪言 开关电源具有效率高、体积小、重量轻等特点，应用越来越广泛，从70年代开始，并用轻量高频变压器替代笨重的工频变压器。高效的开关电源飞速发展，逐步替代传统的的线性电源，开关电源不需要较大的散热器，开关电源自20世纪90年代问世以来，便显示出强大的生命力，并以其优良特性倍受人们的青睐。近年来，开关电源在通信、工业自动化、航空、仪表仪器等领域的应用越来越广泛。随着电源技术的飞速发展，开关稳压电源正朝着小型化、高频化、模块化的方向发展，高效率的开关电源已经得到越来越广泛的应用。随着高频开关电源技术和应用电子技术的高速发展，直流高频开关电源依靠它的高精度、低纹波及高效率等优越性能，正在逐步取代传统的线性电源。同时，高频开关电源系统的高速响应性能、输出短路电流限制及稳压和稳流等优点也使其负载的使用寿命大大增加。评价开关电源的质量指标应该是以安全性、可靠性为第一原则。在电气技术指标满足正常使用要求的条件下，为使电源在恶劣环境及突发故障情况下安全可靠地工作，必须设计多种保护电路，比如防浪涌的软启动，防过压、欠压、过流、短路等保护电路。同时，在同一开关电源电路中，设计多种保护电路的相互关联和应注意的问题也要引起足够的重视[15]。 许多功率电子节电设备，往往会变成对电网的污染源：向电网注入严重的高次谐波电流，使总功率因数下降，使电网电压耦合出许多毛刺尖峰，甚至出现畸变。大量的谐波分量倒流入电网，造成对电网的谐波“污染”，一方面电流流过线路阻抗造成谐波电压降，反过来使电网电压也发生畸变;另一方面，会造成电路故障，使用设备损坏。因为它没有采用有源功率因数校正，功率因数较低，只达到 0.9，如果采用有效的功率因数校正，功率因数可以达到0.99以上。开关电源输入端产生功率因数下降问题，利用有源功率因数校正电路，成本只增加5%，成功解决了这个问题。20世纪末，各种有源滤波器和有源补偿器的方案诞生，有了多种校正功率因数的方法[1]。 目前市场上出售的开关电源中采用双极性晶体管制成的100kHz、用MOSFET 管制成的500kHz 电源，虽已实用化，但其频率有待进一步提高。要提高开关频率，就要减少开关损耗，而要减少开关损耗，就需要有高速开关元器件。然而，开关速度提高后，不仅会影响周围电子设备，还会大大降低电源本身的可靠性。对1MHz以上的高频，要采用谐振电路，这样既可减少开关损耗，同时也可控制浪涌的发生。现代电力电子技术是开关电源技术发展的基础。随着新型电力电子器件和适于更高开关频率的电路拓扑的不断出现，现代电源技术将在实际需要的推动下快速发展。在传统的应用技术下，由于功率器件性能的限制而使开关电源的性能受到影响。为了极大发挥各种功率器件的特性，使器件性能对开关电源性
开关电源测试规范 第一部分：电源指标的概念、定义 一．描述输入电压影响输出电压的几个指标形式。 1．绝对稳压系数。 A．绝对稳压系数：表示负载不变时，稳压电源输出直流变化量△U0与输入电网变化量△Ui之比。既： K=△U0/△Ui。 B．相对稳压系数：表示负载不变时，稳压器输出直流电压Uo的相对变化量△Uo 与输出电网Ui的相对变化量△Ui之比。急： S=△Uo/Uo/ △Ui/Ui 2. 电网调整率。 它表示输入电网电压由额定值变化+-10%时，稳压电源输出电压的相对变化量，有时也以绝对值表示。 3. 电压稳定度。 负载电流保持为额定范围内的任何值，输入电压在规定的范围内变化所引起的输出电压相对变化△Uo/Uo（百分值），称为稳压器的电压稳定度。 二．负载对输出电压影响的几种指标形式。 1．负载调整率（也称电流调整率）。 在额定电网电压下，负载电流从零变化到最大时，输出电压的最大相对变化量，常用百分数表示，有时也用绝对变化量表示。 2．输出电阻（也称等效内阻或内阻）。 在额定电网电压下，由于负载电流变化△IL引起输出电压变化△Uo，则输出电阻为Ro=|△Uo/△IL|欧。 三．纹波电压的几个指标形式。 1．最大纹波电压。 在额定输出电压和负载电流下，输出电压的纹波（包括噪声）的绝对值的大小，通常以峰峰值或有效值表示。 2．纹波系数Y（%）。 在额定负载电流下，输出纹波电压的有效值Urms与输出直流电压Uo之比，既 y=Umrs/Uo x100% 3．纹波电压抑制比。 在规定的纹波频率（例如50HZ）下，输出电压中的纹波电压Ui~与输出电压中的纹波电压Uo~之比，即： 纹波电压抑制比=Ui~/Uo~ 。 这里声明一下：噪声不同于纹波。纹波是出现在输出端子间的一种与输入频率和开关频率同步的成分，用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在输出电压的0.5%以下；噪声是出现在输出端子间的纹波以外的一种高频成分，也用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在输出电压的1%左右。纹波噪声是二者的合成，用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在输出电压的2%以下。 四．冲击电流。冲击电流是指输入电压按规定时间间隔接通或断开时，输入电流达到稳定状态前所通过的最大瞬间电流。一般是20A——30A。
开关电源变压器测试标准 正常的试验大气条件(除有规定条件除外，均应在正常试验条件下进行试验)： 温 度： 15~35℃ 相对湿度： 45%~75% 气 压： 86~106kPa 一、直流铜阻 目的：保证每一绕组使用正确的漆包线规格。 仪器：TH2511低直流电阻测试仪。 方法：变压器各绕组在温度为20℃时的直流电阻，应符合产品规格书的标准。 若测量环境温度不等于20℃时，应按下面的公式换算 R 20=θ +5.2345 .254R θ 式中： R 20——温度为20时的直流电阻，Ω； R θ ——温度为θ 时测得的直流电阻，Ω； θ——测量时的环境温度，℃。 二、电感量 目的：确保使用正确的磁性材料及绕组圈数的正确性。 仪器：WK3255B 电桥。 方法：对变压器测试端施加额定条件的电桥，测试电感量。见图1 图1 开路
三、直流叠加 目的：检验磁芯的磁饱和特性或实际工作条件下的磁芯特性。 仪器：WK3255B 电桥；FJ1772A 直流磁化电源。 方法：对变压器测试端施加规定的直流电流，用电桥测试电感量。见图2 图2 图中I 0 —— 在测试端N1绕组施加的直流电流 四、漏感 目的：保证绕组处于骨架上正确的位置以及磁性材料的气隙大小的正确性。 仪器：WK3255B 电桥。 方法：将所测变压器次级端短路，在初级端施加额定条件的电桥测试电感量。 见图3 图3 五、绝缘电阻 目的：保证每一绕组对磁芯、静电屏蔽及各绕组间绝缘电阻性能满足所需的 技术指标。 仪器：2679绝缘电阻测试仪。 短 路
方法：用绝缘电阻测试仪对变压器的初次级绕组间或绕组和磁芯、静电屏蔽间施加直流电压500V，测试绝缘电阻值。 不作包装或简易包装的非灌封、浇注结构的元件，测量常态绝缘电阻 前，可先进行预处理。预处理方法：清除变压器表面的尘垢，再将变 压器放入温度80±5℃的烘箱内，保持表1规定的时间从箱内取出， 在正常大气条件下放置48h。 表1 六、绝缘耐压 目的：保证绕组使用了正确的材料和绕组处于正确的位置并提供所需的安全隔离等级。 仪器：2671绝缘耐压测试仪。 方法：将试验电压施加在被测绕组与磁芯、静电屏蔽间，其他绕组与磁芯及静电屏蔽相连。 试验电压在2KV以上时，应从零开始逐渐升高电压至规定值，并保持 规定时间，然后逐渐将试验电压降至零再切断电源。 七、相位 目的：保证每个绕组绕线方向的正确性，即同名端位置是否符合要求。 仪器：3250综合测试仪。 图4 左图黑点标明该变压器的同名端；即表示1、3为绕组的绕线起头端。
开关电源常规测试项目 目录 1、功率因素和效率测试 2、平均效率测试 3、输入电流测试 4、浪涌电流测试 5、电压调整率测试 6、负载调整率测试 7、输入缓慢变动测试 8、纹波及噪声测试 9、上升时间测试 10、下降时间测试 11、开机延迟时间测试 12、关机维持时间测试 13、输出过冲幅度测试 14、输出暂态响应测试 15、过流保护测试 16、短路保护测试 17、过压保护测试 18、重轻载变化测试 19、输入电压变动测试 20、电源开关循环测试 21、元件温升测 试 22、高温操作测试 23、高温高湿储存测试 24、低温操作测试 25、低温储存测试 26、低温启动测试 27、温度循环测试 28、冷热冲击测试 29、绝缘耐压测试 30、跌落测试 31、绝缘阻抗测试 32、额定电压输出电流测试 1. POWER FACTOR & EFFICIENCY TEST / 功率因素和效率测试 一、目的 :
测试 S.M.P.S. 的功率因素 POWER FACTOR, 效率 EFFICIENCY(规格依客户要求设计). 二. 使用仪器设备 : (1). AC SOURCE / 交流电源; (2). ELECTRONIC LOAD / 电子负载; (3). DIGITAL VOLTAGE METER (DVM) / 数字式电压表; (4). AC POWER METER / 功率表; 三. 测试条件 : 四、测试方法 : (1). 依规格设定测试条件: 输入电压, 频率和输出负载. (2). 从 POWER METER 读取 Pin and PF 值, 并读取输出电压, 计算 Pout. (3). 功率因素=PIN / (Vin*Iin), 效率=Pout / Pin*100%； 五. 测试回路图 :
开关电源测试规范 第一部分:电源指标的概念、定义 一．描述输入电压影响输出电压的几个指标形式. 1．绝对稳压系数. A．绝对稳压系数:表示负载不变时,稳压电源输出直流变化量△U0与输入电网变化量△Ui之比.既: K=△U0/△Ui. B．相对稳压系数:表示负载不变时,稳压器输出直流电压Uo的相对变化量△Uo与输出电网Ui的相对变化量△Ui之比.急: S=△Uo/Uo / △Ui/Ui 2. 电网调整率. 它表示输入电网电压由额定值变化+-10%时,稳压电源输出电压的相对变化量,有时也以绝对值表示. 3. 电压稳定度. 负载电流保持为额定范围内的任何值,输入电压在规定的范围内变化所引起的输出电压相对变化△Uo/Uo(百分值),称为稳压器的电压稳定度. 二．负载对输出电压影响的几种指标形式. 1．负载调整率(也称电流调整率). 在额定电网电压下,负载电流从零变化到最大时,输出电压的最大相对变化量,常用百分数表示,有时也用绝对变化量表示. 2．输出电阻(也称等效内阻或内阻). 在额定电网电压下,由于负载电流变化△IL引起输出电压变化△Uo,则输出电阻为 Ro=|△Uo/△IL| 欧. 三．纹波电压的几个指标形式. 1．最大纹波电压. 在额定输出电压和负载电流下,输出电压的纹波(包括噪声)的绝对值的大小,通常以峰峰值或有效值表示. 2．纹波系数Y(%). 在额定负载电流下,输出纹波电压的有效值Urms与输出直流电压Uo之
比,既 y=Umrs/Uo x100% 3．纹波电压抑制比. 在规定的纹波频率(例如50HZ)下,输出电压中的纹波电压Ui~与输出电压中的纹波电压Uo~之比,即: 纹波电压抑制比=Ui~/Uo~ . 这里声明一下:噪声不同于纹波.纹波是出现在输出端子间的一种与输入频率和开关频率同步的成分,用峰-峰(peak to peak)值表示,一般在输出电压的0.5%以下;噪声是出现在输出端子间的纹波以外的一种高频成分,也用峰-峰(peak to peak)值表示,一般在输出电压的1%左右.纹波噪声是二者的合成,用峰-峰(peak to peak)值表示,一般在输出电压的2%以下. 四．冲击电流.冲击电流是指输入电压按规定时间间隔接通或断开时,输入电流达到稳定状态前所通过的最大瞬间电流.一般是20A——30A. 五．过流保护.是一种电源负载保护功能,以避免发生包括输出端子上的短路在内的过负载输出电流对电源和负载的损坏.过流的给定值一般是额定电流的110%——130%. 六．过压保护.是一种对端子间过大电压进行负载保护的功能.一般规定为输出电压的130%——150%. 七．输出欠压保护.当输出电压在标准值以下时,检测输出电压下降或为保护负载及防止误操作而停止电源并发出报警信号,多为输出电压的80%——30%左右. 八．过热保护.在电源内部发生异常或因使用不当而使电源温升超标时停止电源的工作并发出报警信号. 九．温度漂移和温度系数. 温度漂移:环境温度的变化影响元器件的参数的变化,从而引起稳压器输出电压变化.常用温度系数表示温度漂移的大小. 绝对温度系数:温度变化1摄氏度引起输出电压值的变化△UoT,单位是V/℃或毫伏每摄氏度. 相对温度系数:温度变化1摄氏度引起输出电压相对变化△UoT/Uo,单位是V/℃. 十．漂移. 稳压器在输入电压、负载电流和环境温度保持一定的情况下,元件参数的稳定性也会造成输出电压的变化,慢变化叫漂移,快变化叫噪声,介于两
目录 1、输入电压与频率 (1) 2、输入电流 (1) 3、浪涌电流(冷启动) (1) 4、效率 (1) 5、空载功耗 (2) 6、静态输出特性 (2) 7、线性调整率 (2) 8、负载调整率 (2) 9、开机延迟时间 (2) 10、关机维持时间 (3) 11、上升时间和下降时间 (3) 12、输出过冲/欠冲 (4) 13、输出负载瞬态响应 (4) 14、过流保护 (5) 15、短路保护 (5) 16、过压保护 (6) 17、操作温/湿度要求 (6) 18、存储温/湿度要求 (6) 19、振动 (7) 20、跌落 (7) 21、煲机 (7) 22、平均间隔故障时间估算及电容寿命 (7) 23、EMI/EMS标准 (8) 24、绝缘电阻和抗电强度测试 (8) 25、泄漏电流 (8) 26、安规标准 (8)
开关电源的测试项目简介 1、输入电压与频率 此参数主要是保证开关电源能满足客户所在国家或地区的电网的要求，在客户端的设备上能正常使用。 2、输入电流 此项指标某些客户有特殊要求，它的大小受以下几个因数的影响：输出功率、PF值（功率因数）、输入电压和效率等。一般来说，最大输入电流出现在输入电压为下限值时。 3、浪涌电流(冷启动) 此项指标主要是考虑电源在冷机启动时耐受冲击电流的能力。开关电源在启动瞬间，电容会有一个很大电流的充电过程，这就形成了浪涌电流，如果过大容易导致整流桥和保险丝等器件烧毁。 测试条件：输入电压为额定输入最大电压，输出为满载状态，测试产品在常温下放置4H以上 在交流输入回路中串入无感电阻R0（R0＝0.01Ω），用示波器测量R0在加电峰值时的波形，计算出启动冲击电流，重复测量时必须对电路中储能器件进行放电和热敏电阻冷却后再做测量。 4、效率 效率的定义是指某一电源输出的总功率与输入有用功的百分比，效率高就意味着耗能少，效率低就意味着耗能多；从产品开发而言，效率低意味着电源本身的功耗大，自身产生的热能也相应增大，这将影响产品的可靠性。 要求在测试前应将产品在在其标称输出负载条件下预热30分钟（因为开关电源的元器件在温度变化后某些参数会有偏移从而引起整机参数的变化）。