電源模塊極限測試方法

本文將詳細介紹業(yè)界比較常用的電源模塊測試中的極限測試方法及判斷標準，包括模塊輸出電流極限測試、靜態(tài)高壓輸入、溫升極限測試、EFT抗擾性測試、溫度沖擊強化試驗、低溫步進試驗、高溫步進試驗、絕緣強度極限試驗等。 1.靜態(tài)高壓輸入　　測試說明：　　在靜態(tài)高壓時，PFC電路實現了過壓保護，此測試主要是評估一次電源模塊在靜態(tài)高壓情況下的可靠性?！　y試方法：　　A、按規(guī)格書要求將模塊輸入電壓調整為最大靜態(tài)耐壓點，運行1小時?！　、從最大靜態(tài)耐壓點開始，以10V/10min的速率向上調高輸入電壓，直至模塊損壞，記錄模塊損壞時的輸入電壓值即為模塊的最高靜態(tài)極限輸入電壓。記錄器件損壞情況，分析原因?！　∨卸藴剩骸　≡谏鲜鯝情況下，一次電源模塊不出現損壞或其他不正?，F象，合格；否則不合格。在B類條件下，記錄模塊的最高靜態(tài)輸入電壓，作為模塊的資料參考，在B類條件下測試的結果只作為參考，不作為判斷是否合格的標準。 2．模塊輸出電流極限測試　　模塊輸出電流極限測試是測試模塊在輸出限流點放開（PFC的過流保護也要放開）之后所能輸出的最大電流，測試的目的是為了驗證模塊的限流點設計是否適當，模塊的器件選擇是否合適。如果模塊的輸入電流極限值偏小，表明模塊的輸出電流量不夠；如果模塊的輸出電流極限值設計過大，表明模塊的輸出電流裕量過高，模塊的成本還可以降低?！　y試方法：　　將模塊的輸出限流點放開，按額定輸出電流的5%逐步增加模塊的輸出電流，每個電流值保持10分鐘，直至模塊損壞（或輸出熔斷絲斷），記錄模塊損壞時的輸出電流值即為模塊的輸出電流極限值。為了防止在測試過程中模塊出現積熱損壞，每一個測試點測試完成之后，須將模塊冷卻到測試前的冷機狀態(tài)。測試的電流極限值為模塊額定電流的120％（也就是說，超過120％以后，無需進行測試）?！　∨卸藴剩骸　∧K的電流極限必須滿足110％，合格，同時測試結果作為模塊設計的依據（參考數據）。否則不合格。　　3 溫升極限測試　　測試說明：　　溫升極限測試是指在于模塊過溫保護失效的情況下，使模塊損壞的最高環(huán)境溫度，測試的目的在于考察模塊所能承受的最高環(huán)境溫度，從而為模塊的設計提供參考。　　測試方法：　　將模塊的溫度保護裝置去掉，然后將模塊置于溫箱中，模塊的輸入電壓為最低電壓，輸出為最大功率點，監(jiān)測模塊的溫度保護繼電器處的溫度，從模塊的最高環(huán)境溫度開始，以5oC/30min的速度逐漸升高環(huán)境溫度，直到模塊損壞為止?！　∮涗泝热荩骸　∮涗浤K損壞時，內部各個關鍵器件的溫升，分析故障點；記錄溫度極限時的損壞情況（運行時間、溫度、損壞器件等詳細情況），作為資料參考。　　判定標準：　　規(guī)格書定義的工作溫度上限，電源模塊屏蔽過溫保護，長時間滿載工作模塊不損壞，合格；否則不合格?！　〈隧棞y試結果可以作為模設計的參考，判定的標準是看模塊損壞時的最高溫度與模塊繼電器把保護處的溫度（或軟件保護點）的距離，如果兩者相差為負，則表示溫度繼電器保護功能（或軟件保護功能）沒有作用，如果兩者相差在6～10oC，則表示模塊的熱裕量太小，如果兩者相差大于40度，則表示裕量太大?！　? EFT抗擾性測試　　測試說明：　　測試電源所能承受的最高EFT抗擾性指標，以確認其裕量。測試產品在抵抗由于如高頻爐等設備產生的電網EFT發(fā)生的累積失效的能力?！　y試方法：　　A、將EFT可抗擾性開路電壓設為規(guī)定等級電壓+500V，進行沖擊抗擾性測試?！　、以500V為一步進電壓等級，重復A步驟，每一電壓等級試驗按照標準的EFT測試方法進行測試，記錄電源性能劣化及損壞的試驗等級電壓值（試驗最高電壓為EFT抗擾性設備最高電壓）。　　C、確認電源損壞部位，分析原因?！　∨卸藴剩骸　FT極限值大于規(guī)格書要求的5％，合格；否則不合格。　　5 溫度沖擊強化試驗　　測試說明：　　驗證產品在存儲和運輸過程中所能承受的高低溫沖擊極限?！　。?）試驗前按照有關規(guī)范進行電氣性能和機械性能（外觀和內部結構）檢查，確保受試驗樣品在進行溫度沖擊試驗前的電氣性能和機械性能正常。　?。?）試驗過程中樣品不通電，不進行功能監(jiān)測。　?。?）試驗結束后通過目測等手段檢查機械性能（外觀和內部結構）是否正常，同時按《通信電源模塊基本性能測試規(guī)范》對電氣性能進行測試應滿足要求?！　y試方法：　　溫度強化沖擊試驗的方法見下圖：　　HT：高溫箱溫度，取80度　　LT低溫箱溫度，?。?5度　　Ncyc：循環(huán)次數，取20T　　Dt：樣品在保溫段的停留時間，取45～60min　　Ct：高低溫之間的切換時間（由沖擊箱決定，不用選擇）　　附表——溫度沖擊強化試驗條件：　　樣品種類 高溫箱溫度HT 低溫箱溫度LT 保溫時間Dt 轉換時間Ct 循環(huán)次數Ncyc　　表貼元件制成板 130 -70 30min ≤5min 50T　　普通元件制成板 100 -55 30min ≤5min 50T　　整機 80 -45 45～65min ≤5min 20T　　說明：　　如果制成板上既有表貼元件，又有普通元件，按普通元件的要求執(zhí)行。²　　² 整機保溫時間根據樣品體積的大小在45～65min之間選擇，體積小的短，體積大的長。　　溫度沖擊測試步驟：　?。?）試驗前對受試樣品進行機械性能（外觀和內部結構）和電氣性能檢查，保證樣品機械性能和電氣性能正常?！　。?）將樣品合理的布置于溫度沖擊箱中，樣品和溫度箱四壁間應留有足夠大的空間，以便于空氣流通。　?。?）按上表選擇溫度沖擊試驗條件?！　。?）選定溫度沖擊試驗從高溫開始，按起動鍵起動溫度沖擊試驗。　?。?）試驗進行設定的循環(huán)次數后自動停止?！　。?）試驗結束后將樣品從溫度沖擊箱中取出，在常溫小恢復直至樣品溫度達到穩(wěn)定?！　。?）觀察試驗后的樣品有無機械損傷（如表面翹曲、破裂、元器件松動、脫落等）并檢查電氣性能有無異常?！　。?）如果樣品發(fā)生上述的機械損傷或電氣性能指標不符合相關規(guī)范，即認為樣品也損壞，詳細填寫試驗記錄表?！　。?）對試驗暴露的薄弱環(huán)節(jié)進行分析，提出改進措施。　　（10）對樣品進行修復或改進，如沒有出現損傷，應增加溫度沖擊量等級，取上表溫度沖擊試驗條件中普通元件制成板等級或表貼元件制成板等級繼續(xù)試驗，直至樣品損壞?！　∨卸藴剩骸　訖C外觀，機械性能和電氣性能都正常，合格；否則不合格?！　? 低溫步進試驗　　測試說明：　　驗證樣品正常工作溫度下限和產品損壞溫度下限?！　。?）試驗前對受試樣品進行機械性能（外觀和內部結構）和電氣性能檢查，確保樣品在進行試驗前的機械性能和電氣性能正常?！　。?）試驗過程中在保溫一段時間（約15min）后通電進行功能監(jiān)測?！　。?）試驗結束后進行通過目測等手段檢查機械性能（外觀和內部結構）是否正常，同時按《通信電源模塊基本性能測試規(guī)范》對電氣性能進行測試應滿足要求。　　測試方法：　　低溫步進試驗方法見下圖：　　試驗條件：　　根據規(guī)格書，選擇最低工作溫度，以-10度作為第一次步進的起點溫度，然后每次降低10度，找到低溫工作極限后改為5度?！　〉蜏卦囼灢襟E：　?。?）試驗前對受試樣品進行機械性能（外觀和內部結構）和電氣性能檢查，確保樣品在進行試驗前的機械性能和電氣性能正常?！　。?）將樣品在無包裝，不通電的狀態(tài)下放置于溫箱內，接好輸入輸出及測量引線，試驗樣品和溫箱四壁之間應有適當的距離，試驗樣品不得對箱內產生明顯的影響?！　。?）將溫箱以最大變化速度降到溫度設定值，降溫過程中加風扇使溫度達到均衡?！　。?）將溫箱溫度達到設定溫度情況后，樣品在設定點保溫至少15min，模塊內部溫度和環(huán)境溫度接近一致，本階段溫箱設定為等待模式?！　。?）上電，開機，按照規(guī)范進行基本性能測試，并監(jiān)測輸出電壓波形，并將觀察到的現象詳細填入記錄表?！　。?）如果功能正常，進行（7）步。如果任何一個監(jiān)測項目超標或由異常，即認為發(fā)生失效，記錄失效溫度T和失效現象。將溫度恢復到常溫足夠長的時間進行功能監(jiān)測，如發(fā)現功能恢復正常，說明樣品沒有損壞，T＋10度即為低溫工作極限，填寫試驗報告中極限溫度，進行（7）步；如果將溫度恢復到常溫足夠長的時間，如發(fā)現功能不能恢復正常，認為試驗的樣品已發(fā)生損壞，找到樣品損壞極限，填寫試驗報告中極限溫度，即可停止試驗，進行（8）步。　?。?）繼續(xù)降溫，重復（3）～（7）步直到找到樣品的損壞極限或達到溫箱的低溫極限。　?。?）對樣品進行失效模式分析，找到薄弱環(huán)節(jié)，并提出改進措施?！　。?）改進后的樣品進行驗證試驗，保證改進的有效性。　?。?0）用改進后的樣品繼續(xù)進行試驗，直到：　　A、達到溫箱的低溫極限　　B、出現非正常失效　　C、與同類產品比較認為可以終止試驗　　D、繼續(xù)改進需花費較大的成本，得不償失　　注：（9）～（10）可根據實際情況確定是否進行。　　判定標準：　　樣機外觀，機械性能和電氣性能都正常，合格；否則不合格?！　? 高溫步進試驗　　測試說明：　　驗證樣品正常工作溫度上限和產品損壞溫度上限?！　?）試驗前對受試樣品進行機械性能（外觀和內部結構）和電氣性能檢查，確保樣品在進行試驗前的機械性能和電氣性能正常。　?。?）試驗過程中在保溫一段時間（約15min）后通電進行功能監(jiān)測?！　。?）試驗結束后進行通過目測等手段檢查機械性能（外觀和內部結構）是否正常，同時按《通信電源模塊基本性能測試規(guī)范》對電氣性能進行測試應滿足要求?！　y試方法：　　低溫步進試驗方法見下圖：　　試驗條件：　　根據規(guī)格書，選擇最高工作溫度，以+10度作為第一次步進的起點溫度，然后每次增加10度，找到高溫工作極限后改為5度?！　〉蜏卦囼灢襟E：　　（1）試驗前對受試樣品進行機械性能（外觀和內部結構）和電氣性能檢查，確保樣品在進行試驗前的機械性能和電氣性能正常?！　。?）將樣品在無包裝，不通電的狀態(tài)下放置于溫箱內，接好輸入輸出及測量引線，試驗樣品和溫箱四壁之間應有適當的距離，試驗樣品不得對箱內產生明顯的影響?！　。?）將溫箱以最大變化速度升到溫度設定值，升溫過程中加風扇使溫度達到均衡。　?。?）將溫箱溫度達到設定溫度情況后，樣品在設定點保溫至少15min，模塊內部溫度和環(huán)境溫度接近一致，本階段溫箱設定為等待模式?！　。?）上電，開機，按照規(guī)范進行基本性能測試，并監(jiān)測輸出電壓波形，并將觀察到的現象詳細填入記錄表?！　。?）如果功能正常，進行（7）步。如果任何一個監(jiān)測項目超標或由異常，即認為發(fā)生失效，記錄失效溫度T和失效現象。將溫度恢復到常溫足夠長的時間進行功能監(jiān)測，如發(fā)現功能恢復正常，說明樣品沒有損壞，T-10度即為高溫工作極限，填寫試驗報告中極限溫度，進行（7）步；如果將溫度恢復到常溫足夠長的時間，如發(fā)現功能不能恢復正常，認為試驗的樣品已發(fā)生損壞，找到樣品損壞極限，填寫試驗報告中極限溫度，即可停止試驗，進行（8）步?！　。?）繼續(xù)升溫，重復（3）～（7）步直到找到樣品的損壞極限或達到溫箱的高溫極限?！　。?）對樣品進行失效模式分析，找到薄弱環(huán)節(jié)，并提出改進措施。　?。?）改進后的樣品進行驗證試驗，保證改進的有效性?！　。?0）用改進后的樣品繼續(xù)進行試驗，直到：　　A、達到溫箱的高溫極限　　B、出現非正常失效　　C、與同類產品比較認為可以終止試驗　　D、繼續(xù)改進需花費較大的成本，得不償失　　注：（9）～（10）可根據實際情況確定是否進行?！　∨卸藴剩骸　訖C外觀，機械性能和電氣性能都正常，合格；否則不合格?！　? 絕緣強度極限試驗　　測試說明：　　測試樣品所能承受的絕緣強度極限，得出極限數據?！　y試方法：　　在規(guī)格書規(guī)定的絕緣強度的基礎上逐步增加10％（漏電流的要求與規(guī)格書一致），得出樣品內部絕緣擊穿或測試儀無法繼續(xù)輸出高壓。每個電壓等級需持續(xù)測試60s?！　∮涗泝热荩骸　〗^緣強度的極限值?！　∪缬僧惓＃涗浺磺挟惓，F象?！　∨卸藴剩?　樣品所能承受的極限值大于規(guī)格書的10％，合格；否則不合格。