開(kāi)關(guān)電源作為現(xiàn)代電子技術(shù)必備的一種電源，具有效率高、體積小、可升降壓、可輸出負(fù)壓等諸多優(yōu)點(diǎn)。但是實(shí)際使用過(guò)程中，很多設(shè)計(jì)人員忽略了開(kāi)關(guān)電源的測(cè)試項(xiàng)目，或者對(duì)測(cè)試項(xiàng)目不了解，導(dǎo)致很多電源產(chǎn)品設(shè)計(jì)出來(lái)以后不符規(guī)范、或者功能、性能、壽命不達(dá)標(biāo)，需重新設(shè)計(jì)。今天，小編就以測(cè)試工程師的角度，匯總一下開(kāi)關(guān)電源所需要的測(cè)試項(xiàng)目以及測(cè)試規(guī)范。
開(kāi)關(guān)電源作為現(xiàn)代電子技術(shù)必備的一種電源，具有效率高、體積小、可升降壓、可輸出負(fù)壓等諸多優(yōu)點(diǎn)。但是實(shí)際使用過(guò)程中，很多設(shè)計(jì)人員忽略了開(kāi)關(guān)電源的測(cè)試項(xiàng)目，或者對(duì)測(cè)試項(xiàng)目不了解，導(dǎo)致很多電源產(chǎn)品設(shè)計(jì)出來(lái)以后不符規(guī)范、或者功能、性能、壽命不達(dá)標(biāo)，需重新設(shè)計(jì)。今天，小編就以測(cè)試工程師的角度，匯總一下開(kāi)關(guān)電源所需要的測(cè)試項(xiàng)目以及測(cè)試規(guī)范。
一、測(cè)試項(xiàng)目匯總
以下是作者統(tǒng)計(jì)的20項(xiàng)測(cè)試內(nèi)容，部分公司的規(guī)范可能比下表更多:
二、測(cè)試項(xiàng)目以及方法
1. 功率因數(shù)和效率測(cè)試
1) 目的
功率因數(shù)和效率都是指電源的利用率，但區(qū)別還是很大的：
(1) 計(jì)算方式：功率因數(shù)是指輸入的視在功率與輸入有功功率之比，效率是指輸入有功功率和輸出有功功率之比；
(2) 承擔(dān)者：功率因數(shù)損耗一般是由電力部門(mén)承擔(dān)，效率一般是由用戶承擔(dān)。
這兩種指標(biāo)是衡量開(kāi)關(guān)電源質(zhì)量的主要參數(shù)。
2) 使用儀器
輸入電源、電子負(fù)載、功率表、數(shù)字式電壓表。
3) 測(cè)試方法
(1) 依規(guī)格設(shè)定測(cè)試條件: 輸入電壓, 頻率和輸出負(fù)載；
(2) 從功率計(jì)讀取輸入功率Pin值和功率因數(shù) PF 值, 并讀取輸出電壓, 計(jì)算輸出功率Pout；
(3) 效率=Pout / Pin*100%。
圖1 功率因數(shù)和效率測(cè)試示意圖
2. 能效測(cè)試
1) 目的
能效就是電子設(shè)備在各個(gè)工況條件下的效率之和的平均值，其意義更加接近用戶實(shí)際使用的真實(shí)能耗。其定義為：空載、 25%、50%、75%、100%負(fù)載時(shí)的效率，然后總和除4。
2) 使用儀器
輸入電源、電子負(fù)載、功率表、數(shù)字式電壓表。
3) 測(cè)試方法
(1) 在測(cè)試前將產(chǎn)品放在其標(biāo)稱輸出負(fù)載條件下預(yù)熱30分鐘；
(2) 按負(fù)載由大到小順序分別記錄入功率(Pin),輸入電流(Iin),輸出電壓(Vo), 功率因素(PF)，然后計(jì)算各條件負(fù)載的效率；
(3) 在空載時(shí)僅需記錄輸入功率(Pin)與輸入電流(Iin)；
(4) 計(jì)算空載、 25%、50%、75%、100%負(fù)載時(shí)的效率，然后總和除4。所得的值就是能效值。
3.浪涌電流測(cè)試
1) 目的
浪涌電流的危害包括：電源輸入熔斷器熔斷、機(jī)械開(kāi)關(guān)或斷路器粘連失效、插入插座時(shí)產(chǎn)生打火現(xiàn)象、電源前端接入的整流橋容易被擊穿損壞、電網(wǎng)波形瞬間下跌等，因此大功率的開(kāi)關(guān)電源都需要測(cè)試該項(xiàng)指標(biāo)。
2) 使用儀器
輸入電源、電子負(fù)載、功率表、高壓測(cè)試儀。
3) 測(cè)試方法
(1) 設(shè)置額定輸入電壓和最大輸出功率；
(2) 示波器的兩個(gè)通道分別測(cè)試輸入電流和輸出電壓，并且設(shè)置為單次觸發(fā)模式。
(3) 以上設(shè)定完成后 POWER ON, 找出 TRIGGER 動(dòng)作電流值， 阻抗要求值依安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)要求定義。
注意：冷開(kāi)機(jī)需在低(常)溫環(huán)境下且電容放電完畢，電荷須放盡, 以及熱敏電阻亦處于常溫下, 然后僅能第一次開(kāi)機(jī), 若需第二次開(kāi)機(jī)須再待電荷放盡才可再開(kāi)機(jī)測(cè)試。
(4)示波器需要使用隔離探頭。
4. 電壓調(diào)整率
1) 目的
電壓調(diào)整率，是指測(cè)試輸出負(fù)載一定而輸入變動(dòng)時(shí), 其輸出電壓跟隨輸入變動(dòng)之穩(wěn)定性(常規(guī)定義≤1%)，該指標(biāo)是衡量開(kāi)關(guān)電源的穩(wěn)定性的重要指標(biāo)之一。
2) 使用儀器
輸入電源、電子負(fù)載、數(shù)字式電壓表。
3) 測(cè)試方法
(1) 設(shè)置輸出負(fù)載為額定負(fù)載；
(2) 調(diào)整輸入電壓 AC LINE和頻率 FREQUENCY 值；
(3) 記錄待測(cè)品輸出電壓值是否在規(guī)格內(nèi)；
(4) 電壓調(diào)整率
5.負(fù)載調(diào)整率
1) 目的
電源負(fù)載的變化會(huì)引起電源輸出的變化，負(fù)載增加，輸出降低，相反負(fù)載減少，輸出升高。好的電源負(fù)載變化引起的輸出變化較小，通常指標(biāo)為3%--5%。負(fù)載調(diào)整率是衡量電源好壞的指標(biāo)。好的電源輸出接負(fù)載時(shí)電壓降較小。負(fù)載調(diào)整率=額定電流范圍內(nèi)電壓變化量/額定電壓*100%。
2) 使用儀器
輸入電源、電子負(fù)載、數(shù)字式電壓表。
3) 測(cè)試方法
(1) 依規(guī)格設(shè)定測(cè)試輸入電壓和頻率值.；
(2) 調(diào)整輸出負(fù)載 LOAD 值；
(3) 記錄待測(cè)品輸出電壓值是否在規(guī)格內(nèi)；
(4) 負(fù)載調(diào)整率=額定電流范圍內(nèi)電壓變化量/額定電壓*100%。
例如某5V直流穩(wěn)壓電源的輸出電流從0增加到最大電流1A，它的輸出電壓從5.00V降到4.50V，降落值0.5V除以標(biāo)稱輸出電壓5V，得到10%，這就是該電源的負(fù)載調(diào)整率。
6.紋波及噪聲測(cè)試
1) 目的
測(cè)試直流輸出電壓的紋波 RIPPLE 及噪聲 NOISE，紋波和噪聲是開(kāi)關(guān)電源最重要的參數(shù)之一，過(guò)大的紋波和噪聲可能會(huì)影響電路的正常工作。通常定義紋波為≤輸出電壓的1%。
2) 使用儀器
輸入電源、電子負(fù)載、示波器。
3) 測(cè)試方法
(1) 可通過(guò)示波器的觀察來(lái)判別，紋波一般跟電源的開(kāi)關(guān)頻率同步，噪聲的頻率比較高；
(2) 用示波器的交流耦合檔位；
(3) 帶寬限制成20MHz；
(4) 把示波器探頭的地夾線去掉，用探針和裸露的地靠接電源的輸出，觀察輸出的波形。
圖2 開(kāi)關(guān)電源的紋波和噪聲實(shí)測(cè)圖
7. 上升時(shí)間和保持時(shí)間
1) 目的
為避免電力公司供電中于少了半周或一周之狀況下而受影響, 這里是指正弦波如果掉一個(gè)周期（50HZ），一個(gè)周期就是20ms。在這種情況下，希望對(duì)電源輸出沒(méi)有影響，所以一般的開(kāi)關(guān)電源需要上升時(shí)間，測(cè)試上電時(shí),輸出從 10% ~ 90% 電壓值的上升時(shí)間(常規(guī)定義為≤20mS). 同理，保持時(shí)間就是保持時(shí)間為電源供應(yīng)器從輸入切斷電源起到其輸出電壓下降到穩(wěn)壓范圍外為止的時(shí)間，以一輸出為5V的電源供應(yīng)器為例，保持時(shí)間為從關(guān)機(jī)起到輸出電壓低于4.75V為止的時(shí)間，一般值為17ms或20ms以上，上升時(shí)間和保持時(shí)間都是為了避免電力公司供電中于少了半周或一周之狀況下而受影響。
2) 使用儀器
輸入電源、電子負(fù)載、示波器。
3) 測(cè)試方法
(1) 依規(guī)格設(shè)定輸入電壓、頻率、負(fù)載 ；
(2) 示波器的 CH1 接 Vo, 并設(shè)為觸發(fā)模式, 觸發(fā)電平設(shè)定在 Vo 的 60% ~ 80% 較為妥當(dāng), TRIGGER SLOPE 設(shè)定在 ' ', TIME/DIV 和 VOLTS/DIV 則視輸出電壓情況而定；
(3) 用示波器中 'TIME', 量測(cè)待測(cè)品各組輸出從電壓 10% 至 90% 之上升時(shí)間。同理可測(cè)試保持時(shí)間。
8.下降時(shí)間
1) 目的
每個(gè)電源產(chǎn)品的應(yīng)用場(chǎng)合不一樣，所以對(duì)下降時(shí)間的要求也會(huì)不一樣，例如需要數(shù)據(jù)保存的場(chǎng)合就希望下降時(shí)間長(zhǎng)一些；涉及掉電后人身安全的場(chǎng)合，就希望掉電時(shí)間盡量的短。規(guī)范中沒(méi)有對(duì)下降時(shí)間提要求，一般是根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合選擇。
2) 使用儀器
輸入電源、電子負(fù)載、示波器。
3) 測(cè)試方法
(1) 依規(guī)格設(shè)定輸入電源、負(fù)載、和頻率。
(2) SCOPE 的 CH1 接 Vo, 并設(shè)為 TRIGGER SOURCE, LEVEL 設(shè)定在 Vo 的 60% ~ 80% 較為妥當(dāng), TRIGGER SLOPE 設(shè)定在 '-', TIME/DIV 和 VOLTS/DIV 則視輸出電壓情況而定;
(3) 用 CURSOR 中 'TIME', 量測(cè)待測(cè)品各組輸出從電壓 90% 至 10% 之下降時(shí)間。
9.開(kāi)機(jī)延遲時(shí)間
1) 目的
規(guī)范中雖然沒(méi)有對(duì)電源的開(kāi)機(jī)延遲時(shí)間進(jìn)行規(guī)定，但是實(shí)際使用過(guò)程中，如果一個(gè)電源上電數(shù)十秒都沒(méi)有輸出，就會(huì)引出用戶不必要的誤解，引出常規(guī)定義開(kāi)機(jī)延遲時(shí)間＜3秒，其定義為：測(cè)試POWER ON 時(shí), 輸入電壓 AC LINE 與輸出之時(shí)間差。
2) 使用儀器
輸入電源、電子負(fù)載、示波器。
3) 測(cè)試方法
(1) 設(shè)置額定輸入電壓和最大輸出功率；
(2) 示波器的兩個(gè)通道分別測(cè)試輸入電源和輸出電源電壓。觸發(fā)信號(hào)設(shè)置為60%~80%；
(3) 使用示波器的“TIME”功能測(cè)試兩個(gè)電壓的時(shí)間差。
注意：測(cè)試前電源需要靜置30分鐘以上，因涉及到高壓，因此需要使用隔離探頭。
10. 輸出過(guò)沖幅度
1) 目的
開(kāi)關(guān)電源由于剛上電瞬間，反饋電路來(lái)不及調(diào)節(jié)，會(huì)有一定的過(guò)沖，如果過(guò)沖太大的話，將會(huì)影響后級(jí)的電路，甚至損壞設(shè)備。如果沒(méi)有特別的說(shuō)明，一般定義過(guò)沖幅度不得超過(guò)額定電壓的10%。
2) 使用儀器
輸入電源、電子負(fù)載、示波器。
3) 測(cè)試方法
(1) 設(shè)置額定輸入電壓和最大輸出功率；
(2) 示波器設(shè)置為電壓上升觸發(fā)，觸發(fā)電平為額定電壓的60~80%；
(3) 開(kāi)關(guān)機(jī)十次，測(cè)試每次的過(guò)沖幅度，過(guò)沖幅度F %=△V / Vo *100%;
注意：測(cè)試前電源需要靜置30分鐘以上，因涉及到高壓，因此需要使用隔離探頭。
11. 輸出暫態(tài)響應(yīng)測(cè)試
1) 目的
用戶都希望使用開(kāi)關(guān)電源時(shí)，即使負(fù)載突然變化，其輸出電壓也維持基本不變，輸出負(fù)載快速變化時(shí), 其輸出電壓跟隨變動(dòng)之穩(wěn)定性就是輸出暫態(tài)響應(yīng)。一般規(guī)定，輸出電壓的最大和最小值不超過(guò)額定值的10%。
2) 使用儀器
輸入電源、電子負(fù)載、示波器。
3) 測(cè)試方法
(1) 設(shè)置額定輸入電壓和頻率；
(2) 電子負(fù)載設(shè)置負(fù)載大小和頻率以及上升斜率；
(3) 使用示波器跟蹤輸出電壓的電壓值。
12.過(guò)流保護(hù)測(cè)試
1) 目的
過(guò)流保護(hù)是開(kāi)關(guān)電源的最基本的要求，測(cè)試輸出電流過(guò)高時(shí)是否保護(hù), 保護(hù)點(diǎn)是否在規(guī)格要求內(nèi), 及是否會(huì)對(duì)樣品造成損傷。(常規(guī)定義過(guò)流點(diǎn)為輸出額定負(fù)載的1.2-2.5倍)。
2) 使用儀器
輸入電源、電子負(fù)載、示波器。
3) 測(cè)試方法
(1) 將待測(cè)組輸出負(fù)載設(shè)在 MAX. LOAD；
(2) 以一定的斜率 (通常為1.0A/S) 遞增, 加大輸出電流直至電源保護(hù), 當(dāng)保護(hù)后, 將所加大之電流值遞減, 視其輸出是否會(huì)自動(dòng)復(fù)位；
(3) 示波器 CH2 接上 CURRENT PROBE, 以 PROBE 檢測(cè)輸出電流.；
(4) 示波器CH1 則接到待測(cè)輸出電壓, 監(jiān)測(cè)輸出電壓。
13.短路保護(hù)測(cè)試
1) 目的
短路保護(hù)是開(kāi)關(guān)電源最重要的一項(xiàng)功能，主要是防止損失進(jìn)一步蔓延，測(cè)試輸出端在開(kāi)機(jī)前或在工作中短路時(shí), 產(chǎn)品是否有保護(hù)功能。
2) 使用儀器
輸入電源、電子負(fù)載、示波器、低阻抗短路夾。
3) 測(cè)試方法
(1) 設(shè)置額定輸入電壓和最大輸出功率；
(2) 輸出相互短路或?qū)Φ囟搪? 偵測(cè)輸出特性；
(3) 開(kāi)機(jī)后短路，短路后開(kāi)機(jī)，各十次.。
注意：當(dāng)短路排除之后, 檢測(cè)待測(cè)品是否自動(dòng)恢復(fù)或需重新啟動(dòng),并測(cè)試產(chǎn)品是否正?；蛴袩o(wú)零件損壞(產(chǎn)品要求應(yīng)正常)，并且產(chǎn)品不能有安全危險(xiǎn)產(chǎn)生。
14.輸出過(guò)壓保護(hù)測(cè)試
1) 目的
輸出過(guò)壓保護(hù)功能也是開(kāi)關(guān)電源重要的參數(shù)，主要是為了防止電源異常輸出過(guò)高電壓時(shí)，對(duì)后級(jí)設(shè)備進(jìn)一步的破壞，測(cè)試輸出電壓過(guò)高時(shí)是否保護(hù), (常規(guī)定義:Vout<12V,過(guò)壓保護(hù)點(diǎn)為1.8倍輸出電壓; Vout≥12V,.過(guò)壓保護(hù)點(diǎn)為1.5倍輸出電壓)。
2) 使用儀器
輸入電源、電子負(fù)載、示波器、直流電源。
3) 測(cè)試方法
(1) 測(cè)試方式: 外加一可變電壓于操作待測(cè)品的輸出, 緩慢增大電壓值, 找出過(guò)壓保護(hù) OVP 點(diǎn),
(2) 示波器監(jiān)測(cè)輸出電壓的電壓值。觀察達(dá)到過(guò)壓點(diǎn)是否會(huì)輸出保護(hù)。
注意： 測(cè)試過(guò)程產(chǎn)品不能有安全危險(xiǎn)產(chǎn)生。
15.輸入電壓變動(dòng)測(cè)試
1) 目的
測(cè)試輸入電壓在規(guī)格要求內(nèi)變動(dòng)時(shí),是否會(huì)對(duì)產(chǎn)品造成損傷或輸出不穩(wěn)定。該指標(biāo)是開(kāi)關(guān)電源的重要指標(biāo)之一。
2) 使用儀器
交流電源、電子負(fù)載、示波器。
3) 測(cè)試方法
(1) 將輸出功率輸出最大和最小負(fù)載；
(2) 將輸入電壓在規(guī)格規(guī)定范圍內(nèi)變動(dòng)，測(cè)試輸出電壓值變動(dòng)的最大值和最小值；
注意：輸出電壓的變動(dòng)范圍應(yīng)該在規(guī)格規(guī)定值之內(nèi)。
16.電源開(kāi)關(guān)循環(huán)測(cè)試
1) 目的
開(kāi)關(guān)電源隨著使用時(shí)間的增加，存在可能無(wú)法啟動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)，該測(cè)試是測(cè)試電源是否能承受連續(xù)開(kāi)關(guān)操作下的沖擊。
2) 使用儀器
輸入電源、電子負(fù)載、示波器，定時(shí)開(kāi)關(guān)。
3) 測(cè)試方法
(1) 設(shè)置額定輸入電壓和最大輸出功率；
(2) 自動(dòng)開(kāi)關(guān)設(shè)置開(kāi)機(jī)5秒、關(guān)機(jī)5秒，循環(huán)測(cè)試5000次；
(3) 測(cè)試過(guò)程中每完成1000周期時(shí),記錄產(chǎn)品的輸入功率和輸出電壓。
注意：測(cè)試過(guò)程中或測(cè)試完成階段, 待測(cè)品都需能正常操作且不應(yīng)有任何性能降低情況發(fā)生。
17.元件溫升測(cè)試
1) 目的
如果電源內(nèi)部的元器件溫度超過(guò)額定溫度，其壽命會(huì)急速的下降，該測(cè)試是為了測(cè)試在規(guī)格操作環(huán)境, 電壓, 頻率和負(fù)載條件時(shí), 元件的溫升狀況。
2) 使用儀器
輸入電源、電子負(fù)載、示波器，混合記錄儀(DR130)。
3) 測(cè)試方法
(1) 粘貼測(cè)試點(diǎn)在確定溫升較高的器件；
(2) 設(shè)置額定輸入電壓、額定輸出功率；
(3) 用混合記錄儀記錄元件的溫升曲線, 待元件溫升完全穩(wěn)定后打印結(jié)果,并記錄輸入功率和輸出電壓。
注意：
(1) 溫升線耦合點(diǎn)應(yīng)盡量貼著元件測(cè)試點(diǎn), 溫升線走勢(shì)應(yīng)盡量避免影響元件的散熱；
(2) 測(cè)試的樣品應(yīng)模擬其實(shí)際的或在系統(tǒng)中的擺放狀態(tài)；
(3) 針對(duì)于無(wú)風(fēng)扇的產(chǎn)品, 測(cè)試時(shí)應(yīng)盡量避免外界風(fēng)流動(dòng)對(duì)它的影響。
18.高溫、低溫、濕度測(cè)試
1) 目的
電源在極限溫濕度條件下，其壽命和性能會(huì)很大的影響，該測(cè)試就是為了驗(yàn)證極限溫濕度下的性能和壽命。
2) 使用儀器
輸入電源、電子負(fù)載、功率表，溫控室。
3) 測(cè)試方法
(1) 試驗(yàn)前記錄待測(cè)品輸入功率, 輸出電壓及 HI-POT 狀況;
(2) 將確認(rèn)后的待測(cè)品置入恒溫恒濕機(jī)內(nèi), 依規(guī)格設(shè)定其溫度和濕度,然后啟動(dòng)溫控室;
(3) 試驗(yàn) 24Hrs, 試驗(yàn)結(jié)束后在空氣中放置至少4Hrs,再確認(rèn)待測(cè)品外觀, 結(jié)構(gòu)及電氣性能是否有異常。
注意：
(1) 產(chǎn)品試驗(yàn)期間與試驗(yàn)后,產(chǎn)品性能不能出現(xiàn)降級(jí)與退化現(xiàn)象；
(2) 試驗(yàn)后產(chǎn)品的介電強(qiáng)度與絕緣電阻測(cè)試需符合規(guī)格書(shū)要求。
19. 絕緣阻抗測(cè)試
1) 目的
絕緣阻抗涉及到電源的安規(guī)特性，甚至與人身安全有關(guān)，因此是一項(xiàng)必測(cè)項(xiàng)，測(cè)量待測(cè)物帶電部件與輸出電路之間的絕緣阻抗值. 常規(guī)定義：施加500V直流電壓后進(jìn)行測(cè)試的絕緣阻抗值要高于 10MOhm(常規(guī)定義)。
2) 使用儀器
輸入電源、電子負(fù)載、功率表、高壓測(cè)試儀。
3) 測(cè)試方法
(1) 確認(rèn)好電氣性能后, 在絕緣阻抗測(cè)試儀中設(shè)定好施加的電壓(500Vdc)和測(cè)試的時(shí)間(1Minute)；
(2) 將待測(cè)物輸入端和輸出端分別短路連接, 然后分別連接測(cè)試儀對(duì)應(yīng)端進(jìn)行測(cè)試；
注意：阻抗要求值依安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)要求定義。
20. EMC測(cè)試
1) 目的
EMC測(cè)試主要有2個(gè)目的：第一，使得電源的輻射強(qiáng)度在規(guī)定值之內(nèi)，第二，電源的抗干擾能力在規(guī)定值之內(nèi)。如果EMC性能不達(dá)標(biāo)，可能會(huì)影響別的設(shè)備，或者容易被別的設(shè)備干擾。
2) 使用儀器
輸入電源、電子負(fù)載、EMC暗室。
3) 測(cè)試方法
具體測(cè)試方法按照該電源所遵循的規(guī)范，如國(guó)標(biāo)、歐標(biāo)等。
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