開關(guān)電源的42項(xiàng)測(cè)試:測(cè)試說明,測(cè)試方法,判定標(biāo)準(zhǔn)!
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白盒測(cè)試
1 輔助電源測(cè)試
測(cè)試說明:
電源中輔助電源有重要意義,電源模塊的正常工作靠輔助電源來保障,輔助電源工作要比主電路要求更可靠,因?yàn)榧词乖谳斎腚妷撼薜臈l件下,輔助電源還要正常工作,以實(shí)現(xiàn)正常的保護(hù)邏輯,而且功率器件的驅(qū)動(dòng),控制芯片的工作都要靠輔助電源來保障,因此,對(duì)輔助電源的要求是:無論在動(dòng)態(tài)的情況下還是在靜態(tài)的情況下,必須穩(wěn)定可靠,輸出電壓穩(wěn)定,以滿足控制和通訊電路的要求。測(cè)試工作中要充分關(guān)注輔助電源。
測(cè)試方法:
輔助電源要關(guān)注以下幾個(gè)問題:
A、啟動(dòng)電阻設(shè)計(jì)是否合理,限流電阻(輔助電源的輸入與高壓直流母線排串聯(lián)的電阻)設(shè)計(jì)是否合理;
B、靜態(tài)的情況下,輔助電源的電壓是否在全電壓、負(fù)載內(nèi);
C、大動(dòng)態(tài)的情況下,輔助電源是否正常;
D、啟動(dòng)過程中輸出電壓是否出現(xiàn)過沖,384X Isence端及驅(qū)動(dòng)波形是否異常;
E、輸出電壓波形監(jiān)測(cè);
F、開關(guān)管的電應(yīng)力測(cè)試;
G、輔助電源的溫度應(yīng)力測(cè)試;
H、芯片的工作主要參數(shù),如工作電壓、功耗等。
針對(duì)這些問題,需要測(cè)試相應(yīng)項(xiàng)目:
A、啟動(dòng)電阻和限流電阻測(cè)試
啟動(dòng)電阻的功率降額必須滿足設(shè)計(jì)要求,計(jì)算功率的公式為:
P=(Bmax-V1)/R,其中Vmax為輔助電源在各種情況下最大的輸入電壓,V1為輔助電源控制芯片(UC384X)正常工作電壓,計(jì)算出來的功率不能超過選用的啟動(dòng)電阻的功率,同時(shí)啟動(dòng)電阻的溫升必須滿足降額要求。在最高的環(huán)境溫度、輔助電源最高的輸入電壓Vmax下,正常工作時(shí),啟動(dòng)電阻的最高溫度(溫度穩(wěn)定以后)不超過120oC(15oC的降額,135oC-15oC=120oC),如果在常溫下測(cè)試,測(cè)試溫升需要轉(zhuǎn)換到最高工作環(huán)境溫度。
限流電阻的功率也要滿足降額的要求,用示波器測(cè)試正常情況下,滿載開機(jī),滿載關(guān)機(jī)情況下電阻兩端的電壓波形,通過電壓波形,測(cè)試出電阻兩端的電源有效值,根據(jù)有效值計(jì)算電阻的功率,要求功率在開機(jī)和關(guān)機(jī)以及正常情況下要滿足降額要求。
B、靜態(tài)的情況下,輸出電壓范圍測(cè)試
測(cè)試模塊輸入電壓分別為Vinmin,Vinnom,Vinmax和輸出Iomin,Ionom、Iomax,輸出限流點(diǎn),輸出深度限流狀態(tài)下的輔助電源每一路輸出電壓,要求每一路輸出電壓在每一種情況下都保持穩(wěn)定,而且能夠滿足控制回路和通訊回路的可靠工作要求(注意:Vinmin為輔助電源剛剛開始工作的電壓,Vinmax為模塊輸入過壓保護(hù)后的電壓,過壓保護(hù)和欠壓保護(hù)以后,模塊都能正常工作)。
C、動(dòng)態(tài)的情況下,輔助電源輸出電壓范圍:
用AC SOURCE調(diào)節(jié)模塊的輸入電壓和輸出負(fù)載同時(shí)跳變(輸入電壓在最高電壓和最低輸入電壓之間跳變,跳變時(shí)間為50ms,輸出從空載到滿載跳變,跳變時(shí)間為5ms,tr和tf設(shè)置為20us對(duì)應(yīng)1A),在這種情況下,測(cè)試輔助電源各路輸出電壓,要求每一路輸出電壓都能保持穩(wěn)定,而且能夠滿足控制回路和通訊回路的可靠工作要求。
D、關(guān)鍵點(diǎn)波形測(cè)試:
分別在輸入過壓點(diǎn)-5V、欠壓點(diǎn)+5V啟動(dòng)時(shí)測(cè)試輸出電壓波形,3844 Isence端及開關(guān)管驅(qū)動(dòng)波形,監(jiān)測(cè)是否出現(xiàn)輸出電壓過沖、開關(guān)管過流及開關(guān)管驅(qū)動(dòng)端波形異常等情況。同時(shí)在各種動(dòng)態(tài)的情況下(包括輸入動(dòng)態(tài),輸出動(dòng)態(tài)的情況下),各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的波形測(cè)試。
E、輸出電壓紋波測(cè)試:
輸出額定線形負(fù)載情況下,用測(cè)試電壓紋波的方法測(cè)試輸出電壓波形,其紋波P-P值應(yīng)小于5%輸出電壓。
判斷標(biāo)準(zhǔn):
以上測(cè)試項(xiàng)目作為檢測(cè)輔助電源性能的測(cè)試。啟動(dòng)電阻溫升正常,未出現(xiàn)開關(guān)管電流及驅(qū)動(dòng)波形異常,在工作范圍內(nèi)輔助電源電壓正常,在異常電壓輸入范圍輔助電源正常(在電源能夠?qū)崿F(xiàn)保護(hù)的范圍內(nèi)正常),合格;否則不合格。
2 驅(qū)動(dòng)電路的測(cè)試
測(cè)試說明:
功率器件的驅(qū)動(dòng)技術(shù)是電源可靠性的重要保障,好的驅(qū)動(dòng)方式能夠?qū)崿F(xiàn)有效的開通和關(guān)斷,高效率,低的EMI干擾,快速實(shí)現(xiàn)功率器件的保護(hù)等功能,測(cè)試中應(yīng)對(duì)功率管驅(qū)動(dòng)進(jìn)行測(cè)試,為了防止由于探頭引起的影響,測(cè)試中用應(yīng)采用差分隔離探頭(或采用一般的探頭,同時(shí)示波器的電源用隔離變壓器隔離),并注意以下問題:
A、驅(qū)動(dòng)電路分析;
B、驅(qū)動(dòng)電壓;
C、驅(qū)動(dòng)波形;
D、瞬態(tài)情況下驅(qū)動(dòng)波形;
F、驅(qū)動(dòng)芯片的電壓,如起機(jī)過程中的芯片供電電壓等。
測(cè)試方法:
(1)驅(qū)動(dòng)電路分析
審核驅(qū)動(dòng)電路方式,無論變壓器隔離驅(qū)動(dòng)和集成IC驅(qū)動(dòng),驅(qū)動(dòng)電阻應(yīng)滿足推薦要求,如果采用加速電容或快速關(guān)斷方式時(shí)應(yīng)評(píng)估其作用,負(fù)壓關(guān)斷時(shí)應(yīng)確認(rèn)其影響,一般情況下GS應(yīng)有穩(wěn)壓管,分析驅(qū)動(dòng)電路,確認(rèn)電路設(shè)計(jì)合理性。
(2)驅(qū)動(dòng)電壓
目前,公司的大部分的開關(guān)管都是使用MOSFET或IGBT,MOSFET和IGBT的驅(qū)動(dòng)都是使用電壓方式,高的驅(qū)動(dòng)電壓會(huì)擊穿柵極,測(cè)試在空載、半載、滿載、限流狀態(tài)、空載滿載跳變、空載到限流跳變、空載到深度限流跳變(所有的負(fù)載跳變條件為:跳變時(shí)間5ms,tr和tf為1A對(duì)應(yīng)20us),空載到短路及輸入電壓為最低、額定、最高,從最高電壓到最低電壓跳變(跳變時(shí)間為50ms)條件下的驅(qū)動(dòng)波形,要保證驅(qū)動(dòng)電壓低于規(guī)定電壓,一般峰值應(yīng)小于20V,同時(shí)注意驅(qū)動(dòng)電壓要滿足飽和驅(qū)動(dòng)。
(3)驅(qū)動(dòng)波形
測(cè)試在空載、輕載、半載、滿載、限流狀態(tài)、空載滿載跳變、空載到限流跳變、空載到深度限流跳變(所有的負(fù)載跳變條件為:跳變時(shí)間5ms,tr和tf為1A對(duì)應(yīng)20us),空載到短路及輸入電壓為最低、額定、最高,從最高電壓到最低電壓跳變(跳變時(shí)間為50ms)條件下的驅(qū)動(dòng)波形,波形的上升和下降沿應(yīng)平滑,且滿足效率和EMI要求(上升時(shí)間較快,管子的開通損壞小,但是電壓尖鋒較高,EMI會(huì)較大),開通中不應(yīng)有下跌,關(guān)斷后不會(huì)出現(xiàn)尖沖,死區(qū)時(shí)間滿足設(shè)計(jì)要求。
對(duì)比PWM芯片輸出波形和驅(qū)動(dòng)波形,確認(rèn)驅(qū)動(dòng)波形和PWM輸出波形一致。
(4)驅(qū)動(dòng)回路
功率器件(MOSFET和IGBT)驅(qū)動(dòng)電源要求低的阻抗特性,驅(qū)動(dòng)回路面積盡可能小,驅(qū)動(dòng)線盡量短,且驅(qū)動(dòng)回路必須與功率回路分開。
(5)瞬態(tài)狀態(tài)下的波形
在瞬態(tài)條件下,如開關(guān)機(jī)、輸出突加負(fù)載、突減負(fù)載,由限流態(tài)到穩(wěn)壓態(tài)的轉(zhuǎn)換,從穩(wěn)壓到限流態(tài)的轉(zhuǎn)換,輸出短路,短路開機(jī),輸出短路放開的情況下驅(qū)動(dòng)正常。由保護(hù)到恢復(fù)的過程中,驅(qū)動(dòng)正常,波形的上升和下降沿應(yīng)平滑,開通中不應(yīng)由下跌,關(guān)斷后不會(huì)出現(xiàn)尖沖,死區(qū)時(shí)間滿足設(shè)計(jì)要求,驅(qū)動(dòng)波形不應(yīng)出現(xiàn)振蕩現(xiàn)象。
判定標(biāo)準(zhǔn):
符合測(cè)試說明,合格;否則不合格。
(6)主控制芯片供電電壓的測(cè)試
用示波器測(cè)試主要的控制芯片的供電電壓,捕捉模塊上電過程、關(guān)機(jī)的過程以及正常工作情況下芯片供電電壓的波形,芯片供電電壓必須滿足芯片資料的要求,同時(shí)最好工作在芯片資料推薦的工作電壓下,任何情況都不能出現(xiàn)超過芯片工作電壓范圍的電壓芯片供電。
3 功率半導(dǎo)體器件的應(yīng)力測(cè)試
測(cè)試說明:
功率半導(dǎo)體器件主要包括:DCDC的主功率管、輸出整流二極管、PFC的主功率管、PFC的整流二極管、PFC的夸接二極管等。這些功率半導(dǎo)體器件的正確使用是電源可靠性的重要保證,為保證功率器件的合理使用,需要考慮合理的電流、電壓降額和結(jié)溫降額,故測(cè)試應(yīng)在以下幾個(gè)方面注意:
A、滿足電壓降額要求;
B、滿足電流降額要求;
C、滿足溫度降額要求
測(cè)試方法:
A、測(cè)試功率半導(dǎo)體器件在最惡劣條件下的Vds電壓波形,確定最高電壓和最大尖鋒電壓。由于Vds的電壓比較高,而且最大的電壓尖鋒的頻率能夠達(dá)到30-40MHz,故一般的測(cè)試時(shí),電壓尖鋒小于300V的,可采用一般的示波器原配探頭(一般額定電壓為300,帶寬為100M或50M,測(cè)試的波形不會(huì)失真),當(dāng)電壓尖鋒大于300V時(shí),測(cè)試以高壓無源探頭的測(cè)試結(jié)果為準(zhǔn)(帶寬為100M),測(cè)試的波形一般也不會(huì)失真。對(duì)于有源高壓探頭,因?yàn)閹捿^窄,一般為20MHz,容易失真,不建議使用。
對(duì)于電壓應(yīng)力的測(cè)試,主要測(cè)試在動(dòng)態(tài)情況下的電壓應(yīng)力(因?yàn)榉€(wěn)態(tài)情況下的電壓應(yīng)力較?。唧w的測(cè)試條件如下:
(1)輸入電壓為最高電壓,分別測(cè)試輸出空載、滿載、限流狀態(tài)、空載滿載跳變、空載到限流(輸出電壓為50V左右)、空載到深度限流(輸出電壓小于40V),(所有的負(fù)載跳變條件為:跳變時(shí)間5ms,tr和tf為1A對(duì)應(yīng)20us),空載到短路情況下,器件的電壓應(yīng)力。改變輸入電壓,在最低輸入電壓和額定輸入電壓下重新以上的測(cè)試。記錄測(cè)試的最大應(yīng)力,記錄超標(biāo)的電壓波形。
(2)輸入電壓在最大電壓和最下電壓之間跳變(跳變時(shí)間為20ms)分別測(cè)試輸出空載、滿載、限流狀態(tài)、空載滿載跳變、空載到限流(輸出電壓為50V左右)、空載到深度限流(輸出電壓小于40V),(所有的負(fù)載跳變條件為:跳變時(shí)間5ms,tr和tf為1A對(duì)應(yīng)20us),空載到短路情況下,器件的電壓應(yīng)力。
(3)模擬系統(tǒng)上運(yùn)行的情況測(cè)試下,在系統(tǒng)上,當(dāng)模塊處于浮充狀態(tài),監(jiān)控使模塊變?yōu)榫?,這時(shí)由于模塊電壓上升速度不一致,導(dǎo)致電壓上升較快的模塊瞬間承受過高的功率,同時(shí)模塊又沒法短路回縮(電壓高于短路回縮點(diǎn)),這是模塊的應(yīng)力比較大,肯可能會(huì)導(dǎo)致器件應(yīng)力超標(biāo)。具體的模擬方法:如測(cè)試25A(或50A模塊)時(shí),用100A的模塊和25A模塊(或50A模塊)并聯(lián),然后帶100A的負(fù)載,調(diào)節(jié)100A模塊的輸出電壓為43A,25A(或50A)模塊的電壓為42V,這時(shí)25A(或50A)模塊沒法帶載輸出,突然調(diào)節(jié)25A(或50A)模塊的電壓為58V,這時(shí)25A(或50A)模塊電壓上升,從而瞬時(shí)帶100A的負(fù)載,測(cè)試這時(shí)的管子電壓應(yīng)力。
對(duì)于100A模塊,可以采用機(jī)柜進(jìn)行模擬以上的現(xiàn)象,主要是讓模塊子瞬間帶很大的負(fù)載而又不讓模塊回縮,測(cè)試這時(shí)的電壓應(yīng)力。具體可以根據(jù)實(shí)際的使用電路分析和測(cè)試分別模塊的最大電壓應(yīng)力。
B、電流應(yīng)力測(cè)試
測(cè)試功率器件載最惡劣條件下的Ids電流波形,確定最高工作電流和最大尖鋒電流,具體的測(cè)試條件如下:
(1)輸入電壓最低電壓,輸出電壓為最大,分別測(cè)試輸出滿載、限流、空載滿載跳變、空載到限流(輸出電壓為50V左右)、空載到深度限流(輸出電壓小于40V),(所有的負(fù)載跳變條件為:跳變時(shí)間5ms,tr和tf為1A對(duì)應(yīng)20us),空載到短路情況下,器件的電流應(yīng)力。
(2)輸入電壓載最大電壓和最小電壓之間跳變(跳變時(shí)間為201ms),分別測(cè)試輸出滿載、限流、空載滿載跳變、空載到限流(輸出電壓為50V左右)、空載到深度限流(輸出電壓小于40V),(所有的負(fù)載跳變條件為:跳變時(shí)間5ms,tr和tf為1A對(duì)應(yīng)20us),空載到短路情況下,器件的電流應(yīng)力。
具體可根據(jù)實(shí)際使用電路分析和測(cè)試,分別求出使用的最大額定電流。
C、溫度應(yīng)力
分別測(cè)試功率器件的最高溫升,溫升應(yīng)該滿足降額要求。測(cè)試最高溫度下器件的殼溫是最直接的判據(jù);作為替代方式可以測(cè)試常溫下的溫升ΔT,則器件的最高溫升為:
Tcasemax = Tenvmax +ΔT
Tjmax = Tcasemax + P*Rth
Tcasemax:最高殼溫;Tenvmax:最高環(huán)境溫度;Tjmax:最高結(jié)溫;P:器件的功耗;Rth:從結(jié)到殼的熱阻
測(cè)試時(shí),溫度測(cè)試必須在最高的環(huán)境溫度下測(cè)試。
測(cè)試的條件為:輸入溫最低的輸入電壓,輸出為最大功率(最高的輸出電壓,額定的輸出電流)用多點(diǎn)溫度測(cè)試儀測(cè)試各個(gè)功率器件的溫升,同時(shí)打印溫度曲線,直到溫度曲線為平滑曲線為止(即溫度已達(dá)到穩(wěn)定)。
同時(shí)必須測(cè)試風(fēng)扇損壞時(shí),在最惡劣情況下的溫度應(yīng)力,也必須滿足降額要求。
判斷標(biāo)準(zhǔn):
(1)對(duì)于電壓應(yīng)力,在各種條件下,滿足測(cè)試的最大Vds小于器件的額定工作電壓,合格;如果測(cè)試的最大Vds大于器件的額定工作電壓,項(xiàng)目組能夠出具體器件認(rèn)證器件合格的《器件超額使用報(bào)告》,合格,否則不合格。
(2)對(duì)于電流應(yīng)力,在各種條件下,滿足測(cè)試的最大電流小于器件的額定工作電流,合格;如果測(cè)試的最大電流大于器件的額定工作電流,項(xiàng)目組能夠出具體器件認(rèn)證器件合格的《器件超額使用報(bào)告》,合格,否則不合格。
(3)對(duì)于溫度應(yīng)力,必須有15oC的降額,也就是說,在最高的環(huán)境溫度下測(cè)試,器件的表面溫度必須小于(器件的額定結(jié)溫-15oC-P*Rth),一般P*Rth取15oC,符合上述說明,合格;否則不合格。
4 磁性器件的測(cè)試
測(cè)試說明:
電路中磁性元件主要在輸入共模電感、PFC電感、變壓器、濾波電感、輸出共模電感、驅(qū)動(dòng)變壓器、諧振電感等處使用,起著EMI濾波及能量傳遞等作用,評(píng)價(jià)磁性元件應(yīng)用是否恰當(dāng)主要關(guān)注以下幾個(gè)方面:
A、是否存在飽和現(xiàn)象
B、溫升是否滿足要求,磁性溫升是因?yàn)殍F損(渦流損耗、磁滯損耗)和銅損造成。
常用的磁性材料有:鐵氧體、坡莫合金、非晶態(tài)合金等,根據(jù)其特性,分別應(yīng)用在不同的場(chǎng)合。
正確的設(shè)計(jì)才能保證磁性元件應(yīng)用的合理,由于隨溫度的變化磁心的特性有較大的變化,因此最惡劣的條件下的驗(yàn)證是必要的。
測(cè)試方法:
(1)輸入和輸出共模電感
一般不會(huì)存在飽和問題,其主要作用是實(shí)現(xiàn)EMI要求,同時(shí)有抑制輸入的共模串?dāng)_的作用,其考慮主要是良好的絕緣,在要求頻段內(nèi)的電感量,分步電容小,溫升滿足要求。前三點(diǎn)由EMC測(cè)試保證,溫升需要測(cè)試,測(cè)試常溫下最大電流(銅耗最大)條件下的溫升ΔT,以衡量設(shè)計(jì)的合理性。
(2)PFC電感
PFC電感在功率回路中起能量傳遞的作用,雖然一般PFC控制芯片具有限流作用,但是電感的飽和降引起嚴(yán)重溫升和輸入電流波形畸變,因此需測(cè)試最惡劣條件下的工作情況。
A、測(cè)試最低電壓輸入,最大功率輸出時(shí)的PFC電感電流波形,電流波形不會(huì)出現(xiàn)非正常的上翹,即不會(huì)飽和(動(dòng)態(tài)情況下,不作為磁性器件的要求,但其他器件的降額必須滿足降額)。
B、降輸入電壓調(diào)整為在欠壓點(diǎn)+5V(持續(xù)時(shí)間為200ms)、過壓點(diǎn)-5V(持續(xù)時(shí)間為200ms)之間跳變,輸出調(diào)整為最大線形負(fù)載時(shí),測(cè)試PFC電感電流波形,電流波形不會(huì)出現(xiàn)非正常的上翹,即不會(huì)飽和。同時(shí),需要在最低輸入電壓時(shí)分別測(cè)試輸出滿載、限流、空載滿載跳變、空載到限流、空載到深度限流,電感電流的波形,判斷是否能夠滿足要求。
C、在最低輸入電壓,最大輸出功率情況下,測(cè)試常溫下的溫升ΔT,應(yīng)滿足溫升要求。
D、在最低輸入電壓,最大輸出功率情況下,測(cè)試最高工作溫度下的溫升ΔT,與常溫比較無太大差異,且磁心溫度不會(huì)超標(biāo)。
(3)變壓器
隨電路拓?fù)洳煌?,變壓器的要求也不同,不考慮集成磁情況,一般雙極性變壓器(如全橋、半橋、推挽等開關(guān)電源變壓器),單端正激類變壓器,單端反激類變壓器類型,且與具體采用的復(fù)位技術(shù)有關(guān)。
變壓器的飽和溫升問題是值得注意的問題,可以從以下方面考慮:
A、變壓器最大輸入電流(變壓器輸入電壓最低,輸出功率最大)情況下的電流波形不應(yīng)出現(xiàn)異常的上翹。
B、將輸入電壓調(diào)整為在欠壓點(diǎn)+5V(持續(xù)時(shí)間為50ms)、過壓點(diǎn)-5V(持續(xù)時(shí)間為50ms)之間跳變,輸出調(diào)整為最大線形負(fù)載(持續(xù)時(shí)間為500ms)、空載(持續(xù)時(shí)間為500ms)之間跳變,測(cè)試變壓器的電流波形,電流波形不會(huì)出現(xiàn)非正常的上翹,激即不會(huì)飽和。同時(shí),需要在最低輸入電壓時(shí)分別測(cè)試輸出滿載、限流、空載滿載跳變、空載到限流、空載到深度限流,電感電流的波形,判斷是否能夠滿足要求。
C、在最低輸入電壓,最大輸出功率情況下,測(cè)試常溫下的溫升ΔT,應(yīng)滿足溫升要求。
D、在最低輸入電壓,最大輸出功率情況下,測(cè)試最高工作溫度下的溫升ΔT,與常溫比較無太大差異,且磁心溫度不會(huì)超標(biāo)。
(4)輸出濾波電感
輸出濾波電感工作在直流狀態(tài)下,電感量的大小影響主電路的工作穩(wěn)定性和特性。
輸出濾波電感要求在最惡劣的情況下不出現(xiàn)飽和現(xiàn)象,溫升滿足要求。
A、電感中流過最大電流(電流輸出處于限流狀態(tài),輸出最大電流時(shí))情況下的電流波形不應(yīng)出現(xiàn)異常的上翹。
B、在最低輸入電壓,最大輸出功率情況下,測(cè)試常溫下的溫升ΔT,應(yīng)滿足溫升要求。
D、在最低輸入電壓,最大輸出功率情況下,測(cè)試最高工作溫度下的溫升ΔT,與常溫比較無太大差異,且磁心溫度不會(huì)超標(biāo)。
判斷標(biāo)準(zhǔn):
(1)測(cè)試中電感或變壓器中電流在最惡劣狀況下不會(huì)出現(xiàn)飽和;
(2)常溫下的磁性元件溫升和最高工作溫度下的溫升現(xiàn)象;
(3)換算到最高溫度及最惡劣輸出狀態(tài)下磁性元件及其線包上的表面溫度不超過安規(guī)的規(guī)定。對(duì)于絕緣等級(jí)A(105度),任何情況下,表面溫度不能超過90度;對(duì)于絕緣等級(jí)B(130度),任何情況下,表面溫度不能超過110度;對(duì)于絕緣等級(jí)F(155度),任何情況下,表面溫度不能超過135度;對(duì)于絕緣等級(jí)H(180度),任何情況下,表面溫度不能超過150度。
(4)磁性元件內(nèi)部的溫升不能超過《器件認(rèn)證降額規(guī)范》要求的降額。
5 DC/DC反饋環(huán)測(cè)試
測(cè)試說明:
每種DC/DC主電路拓?fù)涠加衅涞湫偷姆答佇дW(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),合適的校正網(wǎng)絡(luò)不但可以得到穩(wěn)定的靜態(tài)性能,而且可以獲得良好的動(dòng)態(tài)特性,通過測(cè)試和調(diào)整可以獲得滿意的校正網(wǎng)絡(luò)。在閉回路下測(cè)得的系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù),可以反應(yīng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,以及在不穩(wěn)定的情況之下的調(diào)試趨勢(shì)。由于溫度對(duì)環(huán)路參數(shù)會(huì)導(dǎo)致一定的影響,故除了進(jìn)行常溫下的環(huán)路測(cè)試以外,還必須進(jìn)行高、低溫和濕度下進(jìn)行環(huán)路測(cè)試。
測(cè)試方法:
一般的,測(cè)試接線圖如下圖所示:
注:R參考基準(zhǔn)信號(hào);C輸出信號(hào);H分壓網(wǎng)絡(luò);S注入測(cè)試信號(hào);Y儀器測(cè)試端;Z儀器參考端;G1和G2為部分主電路
利用HP4149A和信號(hào)耦合變壓器在控制信號(hào)的總反饋端結(jié)成如上圖的結(jié)法,利用HP4149的矢量相除可以直接得出:T/R=-Y/Z=-G1G2H,固定引進(jìn)180度相移,因此在HP4149的BODE圖上,可以得到增益為0dB處的相位為相位裕度,在相位為0deg處的增益為增益裕度。
參數(shù)設(shè)置為:
電壓環(huán)測(cè)試信號(hào):10~50mV(視測(cè)試點(diǎn)噪音而定)?
副邊限流環(huán)測(cè)試信號(hào):5~10mV(視測(cè)試點(diǎn)噪音而定)?
當(dāng)輸出電壓高于42V時(shí),TEST端和REFRERECE端要用分壓電路分壓到42V之內(nèi),同時(shí)測(cè)試信號(hào)也要相應(yīng)增大,增大的倍數(shù)為:1/分壓比。
? 在掃描頻率范圍為:10Hz~開關(guān)頻率
在全輸入電壓,全負(fù)載范圍內(nèi)測(cè)試系統(tǒng)的穩(wěn)定性?
測(cè)試判據(jù):
輸入電壓,輸出電壓,負(fù)載、溫度、濕度等都將影響環(huán)路的穩(wěn)定性,在不同溫度(高溫、低溫和常溫),不同輸入電壓(最高、最低和額定),不同輸出負(fù)載(最小負(fù)載為5%額定負(fù)載、半載、滿載,對(duì)于空載的要求,不能有嘯叫聲),不同輸出電壓(額定、最高、最低)各種情況下組合,所有測(cè)試結(jié)果同時(shí)滿足相位裕度在30deg到15deg,增益裕度大于60dB,合格;否則不合格。
6 PFC性能測(cè)試
測(cè)試說明:
APFC技術(shù)隨著對(duì)電流諧波的要求將日益應(yīng)用廣泛。公司目前主要應(yīng)用UC3854和MC33368兩種芯片,其中UC3854為電流連續(xù)的平均電流型,MC33368為臨界電流型,輸入電壓范圍較小,功率也較?。ㄒ淮坞娫粗饕褂玫氖荱C3854)。
PFC中要考慮的問題主要有以下幾個(gè)方面:
A、額定輸入,額定輸出狀況下的諧波能否滿足標(biāo)準(zhǔn)要求;
B、驅(qū)動(dòng)是否正常;
C、電感是否滿足要求;
D、電流波形細(xì)節(jié)的觀察;
E、輸入電壓及諧波的適應(yīng)性;
F、輸入電壓的中斷,跌落和緩慢變化的適應(yīng)性;
G、輸入電壓尖鋒,缺口和畸變的適應(yīng)性;
H、功率器件使用的合理性;
I、PFC環(huán)路設(shè)計(jì)的合理性;
J、輸入電壓跳變,輸出負(fù)載跳變;
K、瞬態(tài)高壓輸入。
測(cè)試方法:
(1)額定輸入、額定輸出情況下的諧波測(cè)試
輸入電壓諧波滿足要求時(shí),使用功率分析儀測(cè)試額定輸入額定輸出條件下輸入電流諧波是否滿足IEC1000-3-2要求。
(2)驅(qū)動(dòng)電路的測(cè)試
見規(guī)范驅(qū)動(dòng)電路分析及其波形測(cè)試。
(3)磁性元件測(cè)試
見規(guī)范磁性元件測(cè)試。
(4)電流波形細(xì)節(jié)觀察
電流波形細(xì)節(jié)觀察能夠發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的不合理,使用HP4149A示波器,用電流槍測(cè)試輸入電流波形,展開觀察正常情況下的電流波形,不應(yīng)出現(xiàn)異常的脈沖寬度變化。在輸入諧波及電壓中斷、跌落和緩慢變化時(shí),電流不會(huì)出現(xiàn)異常,PFC電壓正常,功率器件電流和電壓耐量符合要求;輸入電壓尖鋒、缺口和畸變時(shí),PFC電壓正常,功率器件電流和電壓耐量符合要求。
(5)輸入電壓諧波的適應(yīng)性
A、輸入電壓頻率30Hz時(shí),PFC工作無異常,能穩(wěn)定運(yùn)行;
B、在3次諧波條件下,PFC穩(wěn)定運(yùn)行,電流波形無異常畸變;
C、在輸入電壓為最高和最低時(shí),A,B條件下PFC能穩(wěn)定運(yùn)行;
D、輸入THD《40%(包括3次、5次、7次、9次)時(shí)在輸入電壓為最高和最低時(shí)PFC能穩(wěn)定運(yùn)行;
E、輸入電壓從最高到最低緩慢變化,中斷和跳變時(shí),PFC能穩(wěn)定工作;
(6)輸入電壓的中斷,跌落和緩慢變化的適應(yīng)性
A、額定輸入條件下,輸入電壓的中斷、跌落和緩慢變化時(shí),PFC輸出電壓及輸入電流是否正常;
B、輸入電壓在最低、最高的中斷、跌落,以及從最低到最高的緩慢變化和跳變,PFC能穩(wěn)定工作。
(7)輸入電壓尖鋒、缺口和畸變的適應(yīng)性
A、額定輸入時(shí),小于峰值1.5倍電壓尖鋒(每周期≤3個(gè),從0值算起,《2ms),100%的電壓缺口(每周期≤3個(gè),《2ms),PFC工作正常;
B、輸入電壓最高和最低時(shí),小于峰值1.5倍電壓尖鋒(每周期≤3個(gè),從0值算起,《2ms),100%的電壓缺口(每周期≤3個(gè),《2ms),PFC工作正常。
(8)功率器件使用的合理性
見功率器件應(yīng)力測(cè)試。
(9)PFC環(huán)路設(shè)計(jì)的合理性
A、電路分析
PFC控制有自己的特征,是一個(gè)雙環(huán)控制系統(tǒng),其設(shè)計(jì)有相應(yīng)特征,對(duì)比采用電路和典型,分析設(shè)計(jì)的合理性。
B、反饋環(huán)測(cè)試見DC/DC的環(huán)路測(cè)試
C、動(dòng)態(tài)響應(yīng)測(cè)試
PFC輸出電壓接高壓電子負(fù)載:
I、作25%-75%的動(dòng)態(tài)響應(yīng),輸出電壓變化《5%;
II、100%突加負(fù)載和100%卸載試驗(yàn),輸出電壓變化《10%;
III、輸出額定負(fù)載,輸入在最大電壓和最小電壓之間跳變,PFC不應(yīng)出現(xiàn)保護(hù)現(xiàn)象。
(10)輸入電壓跳變,輸出負(fù)載跳變的適應(yīng)性
將輸入電壓調(diào)整為在欠壓點(diǎn)+5V(持續(xù)時(shí)間為5s)過壓點(diǎn)-5V(持續(xù)時(shí)間為5s)之間跳變,輸出調(diào)整在最大線形負(fù)載(持續(xù)時(shí)間為500ms)、空載(持續(xù)時(shí)間為500ms)之間跳變。
在上述條件下,應(yīng)能穩(wěn)定運(yùn)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)。
(11)瞬態(tài)高壓輸入
A、額定電壓輸入,用雙蹤示波器測(cè)試輸入電壓波形和過壓保護(hù)信號(hào),輸入電壓從220V跳變?yōu)?00V,從示波器上讀出過壓保護(hù)前300V的周期數(shù)n,作為以下試驗(yàn)的依據(jù)。
B、輸入額定電壓,帶最大線形負(fù)載運(yùn)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/3分鐘,共運(yùn)行2小時(shí)。
在上述條件下,應(yīng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行,不出現(xiàn)損壞或其他不正?,F(xiàn)象,合格;否則不合格。
判定標(biāo)準(zhǔn):
符合測(cè)試說明,合格;否則不合格。
四、常規(guī)測(cè)試
1 輸入電壓范圍和過/欠壓點(diǎn),以及半載轉(zhuǎn)換點(diǎn)
測(cè)試說明:
交流輸入(單相)電話范圍:額定值的85%~110%范圍內(nèi)應(yīng)能正常工作;交流380V輸入(三相)變化范圍:額定值的85%~110%范圍內(nèi)應(yīng)能正常工作。
輸入在額定值的85%和110%時(shí),滿載應(yīng)能起機(jī)滿載:即輸入的過/欠壓恢復(fù)點(diǎn)應(yīng)整定在額定值的85%~110%之外(或在給定的輸入電壓范圍之外)。
對(duì)于我公司的一次電源產(chǎn)品,模塊的輸入電壓范圍規(guī)定為欠壓保護(hù)點(diǎn)和過壓保護(hù)點(diǎn)之間,在該輸入電壓范圍的下限點(diǎn)上,不要求模塊能夠起機(jī)。
對(duì)于三相模塊,過壓保護(hù)點(diǎn)為過壓保護(hù)時(shí),三相電壓中最高一相的電壓值,欠壓保護(hù)點(diǎn)為模塊欠壓保護(hù)時(shí),三相電壓中最低的一相電壓值。注:此范圍應(yīng)為滿足的基本指標(biāo)(電力電源:DL/T 781;通信電源:YD/T 731標(biāo)準(zhǔn)),具體范圍以規(guī)格書和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)。
測(cè)試方法:
采用純凈電壓源(一般要求電源的畸變度不超過5%,可以采用AC SOURE作為純凈電壓源),調(diào)節(jié)交流輸入電壓為220V,讓模塊起動(dòng)并正常工作。
額定輸出最小負(fù)載下,調(diào)節(jié)交流輸入電壓,使其逐步升高,直到模塊輸入過壓報(bào)警關(guān)機(jī),記錄此電壓值為過壓保護(hù)點(diǎn);在調(diào)節(jié)交流輸入電壓,使其逐步降低,直到模塊重新開機(jī)正常工作(注意:因?yàn)槟K恢復(fù)工作的時(shí)候,需要時(shí)間,為了能夠準(zhǔn)確的找出恢復(fù)點(diǎn),在輸入電壓接近恢復(fù)點(diǎn)的時(shí)候,需要較小的步長(zhǎng)調(diào)節(jié)輸入電壓,每調(diào)節(jié)一個(gè)值需要延時(shí)一定的時(shí)間,判斷模塊是否恢復(fù)),記錄此值為交流輸入過壓恢復(fù)點(diǎn)。
額定輸出滿載下,調(diào)節(jié)交流輸入電壓,使其逐步降低,直到模塊輸出欠壓報(bào)警關(guān)機(jī),記錄此電壓值為欠壓保護(hù)點(diǎn);再調(diào)節(jié)交流輸入電壓,逐步升高輸入電壓,直到模塊重新開機(jī)正常工作(注意:因?yàn)槟K恢復(fù)工作的時(shí)候,需要時(shí)間,為了能夠準(zhǔn)確的找出恢復(fù)點(diǎn),在輸入電壓接近恢復(fù)點(diǎn)的時(shí)候,需要較小的步長(zhǎng)調(diào)節(jié)輸入電壓,每調(diào)節(jié)一個(gè)值需要延時(shí)一定的時(shí)間,判斷模塊是否恢復(fù)),記錄此值為交流輸入欠壓恢復(fù)點(diǎn)。
注意:對(duì)于限功率模塊,在額定輸出半載下測(cè)試模塊輸入欠壓點(diǎn)。
先讓模塊在額定輸入情況下帶滿載正常工作,調(diào)節(jié)輸入電壓,使其逐步降低,直到模塊限功率輸出(一般是半載限流輸出),記錄此時(shí)的輸入電壓為半載轉(zhuǎn)換點(diǎn)。然后調(diào)節(jié)輸入電壓,使其逐步增加,直到模塊能夠恢復(fù)到滿載輸出,記錄此時(shí)的輸入電壓為半載轉(zhuǎn)換恢復(fù)點(diǎn)。
判斷標(biāo)準(zhǔn):
符合測(cè)試說明,合格;否則不合格。
2 負(fù)載效應(yīng)、源效應(yīng)和穩(wěn)壓精度
測(cè)試說明:
負(fù)載效應(yīng):交流輸入電壓為額定輸入電壓,因?yàn)樽儞Q負(fù)載引起的輸出電壓波動(dòng)不超過輸出電壓整定值的±0.5%。
源效應(yīng):額定輸出電流(額定負(fù)載)的情況下,輸入電壓變化(在允許滿載輸出的輸入電壓范圍內(nèi))時(shí)引起輸出電壓的波動(dòng),要求電壓調(diào)整率不超過±0.1%。
穩(wěn)壓精度:不同交流輸入電壓和負(fù)載進(jìn)行組合,各種情況下的直流輸出電壓與輸出電壓的整定值的差錯(cuò)不應(yīng)該超過輸出電壓整定值的±0.6%(對(duì)于24V輸出的模塊,要求不能超過輸出電壓整定值的±1%)。
此標(biāo)準(zhǔn)為應(yīng)滿足的基本指標(biāo)(731標(biāo)準(zhǔn)),具體范圍以規(guī)格書和企標(biāo)為準(zhǔn)。
測(cè)試方法:輸入電壓為額定值,輸出電流在5%~100%變化,記錄5%負(fù)載時(shí)的輸出電壓V1,負(fù)載50%的輸出電壓V0,負(fù)載100%時(shí)的輸出電壓V2。
計(jì)算?。╒2-V0)/V0,(V0-V1)/V0中較大者。
源效應(yīng):
調(diào)節(jié)輸出電流,使模塊滿載輸出;調(diào)節(jié)輸入電壓在全輸入電壓范圍內(nèi)變化,記錄額定輸入時(shí)的輸出電壓V0,下限輸入電壓時(shí)的輸出電壓V1,上限輸入電壓時(shí)的輸出電壓V2。
計(jì)算?。╒2-V0)/V0,(V0-V1)/V0中較大者。
對(duì)于超寬電壓模塊,測(cè)試時(shí)輸入電壓上下限定為系統(tǒng)過壓保護(hù)點(diǎn)和模塊低壓輸入開始限功率點(diǎn)的輸入電壓。
穩(wěn)壓精度:
測(cè)量額定輸入電壓和半載整定電壓V0,輸入在最低輸入電壓到最高輸入電壓在額定值變化,負(fù)載電流在5%~100%范圍內(nèi)變化時(shí)測(cè)定輸出最大偏離(相對(duì)整定值電壓)時(shí)的電壓值V1;計(jì)算(V1-V0)/V0,即為穩(wěn)壓精度。
注:為了提高測(cè)試效率,穩(wěn)壓精度、負(fù)載效應(yīng)、源效應(yīng)可以一起測(cè)試,測(cè)試時(shí),按照附錄的測(cè)試表格測(cè)試相關(guān)的量,最后按照各自的計(jì)算方法計(jì)算即可。
判定標(biāo)準(zhǔn):
符合測(cè)試說明,合格;否則不合格。
3 輸出電壓范圍和輸出過欠壓點(diǎn)
測(cè)試說明:
在額定輸入電壓,各種負(fù)載輸出的情況下,分別調(diào)節(jié)輸出電壓,測(cè)量輸出的電壓調(diào)節(jié)范圍(對(duì)于軟件調(diào)壓的模塊,可以通過監(jiān)控單元調(diào)節(jié),對(duì)于非軟件調(diào)節(jié)的模塊,可以通過調(diào)節(jié)均浮充電壓的微調(diào)電阻調(diào)節(jié))。
在額定輸入電壓,空載輸出的情況下,測(cè)量輸出欠壓告警點(diǎn),欠壓告警恢復(fù)點(diǎn)和輸出過壓點(diǎn)。輸出過壓時(shí)模塊應(yīng)能鎖定輸出。
具體指標(biāo)見規(guī)格書或企標(biāo)要求。
測(cè)試方法:
輸出電壓范圍:
調(diào)節(jié)輸入電壓為下限值(對(duì)于限功率模塊,為滿功率輸入電壓的下限值),調(diào)節(jié)輸出電流為額定輸出電流,調(diào)節(jié)輸出電壓,記錄輸出電流為額定值時(shí)的最高輸出電壓就為直流輸出電壓的上限;
調(diào)節(jié)輸入電壓為上限值,調(diào)節(jié)輸出電流為5%額定電流,調(diào)節(jié)輸出電壓,記錄輸出電流為5%額定值時(shí)的最低輸出電壓為輸出電壓下限。
輸出過欠壓點(diǎn):
調(diào)節(jié)輸入電壓為額定值,調(diào)節(jié)輸出為空載,調(diào)節(jié)輸出電壓,直到出現(xiàn)模塊輸出欠壓告警,此時(shí)的輸出電壓為輸出欠壓點(diǎn)。然后調(diào)節(jié)輸出電壓,使其慢慢地增加,直到模塊的欠壓告警消失,此時(shí)的輸出電壓點(diǎn)就為欠壓恢復(fù)點(diǎn)。(注意:目前公司大部分的模塊都沒有輸出欠壓保護(hù)功能)
調(diào)節(jié)輸入電壓為額定值,調(diào)節(jié)輸出為空載,用可調(diào)電壓源串聯(lián)二極管接到模塊的輸出端(二極管是為防止模塊的電壓反灌到直流電壓源導(dǎo)致直流電壓源損壞),調(diào)節(jié)直流電壓源,使其電壓增加,直到模塊輸出過壓關(guān)機(jī),此時(shí)模塊輸出端的電壓為輸出過壓點(diǎn)。(注意:直流電壓源的輸出不是模塊的輸出過壓點(diǎn)),過壓后,關(guān)掉直流電壓源,觀察模塊是否能自動(dòng)恢復(fù);如果模塊無法自動(dòng)恢復(fù)正常,關(guān)斷交流電,讓模塊所有的顯示熄滅,然后重新上電,觀察模塊是否能夠正常工作。
判定標(biāo)準(zhǔn):
符合測(cè)試說明,合格;否則不合格。
4 起動(dòng)沖擊電流
起動(dòng)重界電流指起機(jī)時(shí)電網(wǎng)對(duì)模塊輸入電容充電的電流,在有些情況下,由于X、Y電容造成的尖鋒電流其脈寬窄(一般小于0.5ms)不記為沖擊電流。
在額定輸入電壓,輸出電壓為浮充上限值,滿載輸出的情況下,測(cè)量輸入的起動(dòng)沖擊電流,要求輸入起動(dòng)沖擊電流峰值≤額定輸入條件下最大穩(wěn)態(tài)輸入電流有效值的150%。
具體指標(biāo)見規(guī)格書和企標(biāo)要求。
測(cè)試方法:
在額定輸入電壓,輸出電壓為浮充上限值,滿載輸出的情況下,測(cè)量輸入的起動(dòng)沖擊電流,利用電流探頭和示波器的觸發(fā)功能,測(cè)量輸入的沖擊電流,至少測(cè)試5次,取最低的一次作為測(cè)試結(jié)果。
判定標(biāo)準(zhǔn):
符合測(cè)試說明,合格;否則不合格。
5 開關(guān)機(jī)過沖
測(cè)試說明:
輸入全電壓范圍,輸出各種負(fù)載條件下,要求開關(guān)機(jī)過沖電壓幅度≤輸出整定電壓值的±10%。
具體指標(biāo)見規(guī)格書和企標(biāo)的要求。
測(cè)試方法:
在輸入全電壓范圍,輸出各種負(fù)載條件下(選取最低輸入電壓,最高輸入電壓及額定輸入電壓和5%負(fù)載,50%負(fù)載及100%負(fù)載的各種組合情況條件),用模塊前空開作為開關(guān),利用示波器觸發(fā)功能測(cè)量輸出電壓在開機(jī)時(shí)的過沖波形和關(guān)機(jī)時(shí)的過沖波形。然后用示波器的測(cè)量功能(measer-》select measure-》overshot),直接讀出開關(guān)機(jī)過沖幅度,要求開關(guān)機(jī)過沖幅度均不能超過輸出整定電壓值的±10%。
判定標(biāo)準(zhǔn):
符合測(cè)試說明,合格;否則不合格。
6 負(fù)載動(dòng)態(tài)響應(yīng)
測(cè)試說明:
輸入、輸出電壓為額定值,輸出負(fù)載在額定值的25%-50%-25%和50%-75%-50%變化,恢復(fù)時(shí)間≤200us時(shí),輸出電壓的超調(diào)量≤輸出電壓整定值的±5%;恢復(fù)時(shí)間》200us,輸出電壓的超調(diào)量≤輸出電壓整定值負(fù)載調(diào)整率(即要求不能夠超過輸出電壓整定值的±0.5%)。
注:恢復(fù)時(shí)間是指直流輸出電壓變化量上升至大于穩(wěn)壓精度處開始,會(huì)至小于等于并不超過穩(wěn)壓精度處止的這段時(shí)間。
過沖幅度以及恢復(fù)時(shí)間的定義詳見下圖:
具體要求見規(guī)格書和企標(biāo)要求。
測(cè)試方法:
輸入為額定電壓,輸出整定在屋頂之,利用電子負(fù)載的恒流模式設(shè)置跳變來實(shí)現(xiàn)輸出負(fù)載的跳變(跳變時(shí)間為5ms,如果5ms內(nèi),模塊無法回復(fù)到穩(wěn)態(tài),需要讓跳變時(shí)間加長(zhǎng),讓模塊能夠達(dá)到穩(wěn)態(tài)。tr和tf按照20us對(duì)應(yīng)1A來設(shè)置,如100A的模塊,負(fù)載從25A跳到50A,跳變25A,tr和tf就是500us左右),對(duì)于某些大功率模塊,可采用并聯(lián)固定負(fù)載的方法實(shí)現(xiàn)如50%到75%負(fù)載跳變,可以用50%固定負(fù)載,再用電子負(fù)載實(shí)現(xiàn)0到25%跳變,用示波器測(cè)量輸出電壓的變化。(注意:測(cè)試時(shí),示波器采用交流耦合方式,觸發(fā)方式可以用Auto或者normal,時(shí)間為ms級(jí),就能夠很快的把波形捕捉到)
判定標(biāo)準(zhǔn):
符合測(cè)試說明,合格;否則不合格。
7 缺相和相不平衡測(cè)試(僅對(duì)三相輸入電源有效)
測(cè)試說明:
斷開電網(wǎng)的任一相,模塊應(yīng)該能夠關(guān)機(jī)或保護(hù)且顯示缺相并報(bào)警;缺相恢復(fù)后模塊應(yīng)能夠自動(dòng)恢復(fù)。
三相電網(wǎng)出現(xiàn)相不平衡時(shí),相不平衡電壓達(dá)到規(guī)格書或企標(biāo)的規(guī)定時(shí),模塊應(yīng)能夠關(guān)機(jī)保護(hù)且顯示報(bào)警;相不平衡恢復(fù)后模塊應(yīng)能夠自動(dòng)恢復(fù)。
具體要求見規(guī)格書和企標(biāo)要求。
測(cè)試方法:
利用三相AC SURCE電源對(duì)模塊供電,調(diào)節(jié)三相電壓源為額定輸入電壓,模塊為額定輸出電壓和額定輸出電流(如果AC SOURCE功率無法帶滿載,可以相應(yīng)減少一些負(fù)載),分別實(shí)現(xiàn)缺相,恢復(fù),測(cè)試模塊的缺相保護(hù)功能。
調(diào)節(jié)三相電壓源為額定輸入電壓,模塊為額定輸出電壓和額定輸出電流,分別調(diào)節(jié)某相電壓逐漸下降(其余兩相為額定輸出電壓,測(cè)倆嘎三相電壓),直到模塊關(guān)機(jī)保護(hù),并由相應(yīng)報(bào)警,在逐漸升高該相電壓,模塊能自動(dòng)恢復(fù)。
判定標(biāo)準(zhǔn):
符合測(cè)試說明,合格;否則不合格。
8 輸出外特性
測(cè)試說明:
測(cè)試模塊在額定輸入電壓,浮充狀態(tài)下的輸出外特性曲線(輸出電壓/輸出電流關(guān)系曲線)。
測(cè)試方法:調(diào)節(jié)輸入電壓為額定電壓,輸出電壓為浮充電壓,輸出負(fù)載為空載,不斷的增加負(fù)載(步長(zhǎng)可以根據(jù)不同的模塊而不同,容量小的模塊步長(zhǎng)可以稍微的小一些),記錄在每一個(gè)輸出負(fù)載下,模塊的輸出電流和輸出電壓,當(dāng)模塊輸出到了限流以后,繼續(xù)增加負(fù)載和記錄模塊的輸出電壓、電流,直到模塊的輸出小于10V為止,測(cè)試完畢以后,畫出模塊的輸出電壓和電流的關(guān)系曲線,就是輸出外特性曲線(為了保證測(cè)試的準(zhǔn)確性,要求測(cè)試點(diǎn)必須多于15個(gè))。
判定標(biāo)準(zhǔn):
符合測(cè)試說明,合格;否則不合格。
9 效率和功率因素曲線
測(cè)試說明:
常溫下,測(cè)試額定輸入電壓,輸出為浮充電壓時(shí),從輕載到滿載時(shí)的效率曲線和功率因素曲線。測(cè)試滿載輸出,輸入電壓從最低到最高范圍內(nèi)變化時(shí)的效率曲線和功率因數(shù)曲線。結(jié)果作為熱設(shè)計(jì)的參考,和作出電壓的損耗曲線。
具體要求詳見規(guī)格書或企標(biāo)的規(guī)定(規(guī)格書和企標(biāo)一般只規(guī)定額定情況下的功率因數(shù)曲線)。
測(cè)試方法:
調(diào)節(jié)輸入電壓分別為額定電壓,輸出為浮充電壓,調(diào)節(jié)輸出負(fù)載,分別記錄輸入功率,輸出功率(輸出功率和輸出電流),輸入功率因數(shù)。計(jì)算效率并得出效率和功率因數(shù)曲線(測(cè)試的點(diǎn)必須多于10個(gè),以保證曲線的精度)。
調(diào)節(jié)輸出為滿載,輸入電壓從最低到最高變化,分別測(cè)量輸入功率、功率因數(shù)、輸出功率,計(jì)算效率,作出效率和功率因數(shù)曲線。
注意:1. 測(cè)試時(shí),先讓模塊帶滿載工作半小時(shí)后進(jìn)行測(cè)試;2. 測(cè)試輸出電壓搖要用FLUKE45,測(cè)試輸出電流要用0.2級(jí)的分流器,以保證測(cè)試的準(zhǔn)確性。
判定標(biāo)準(zhǔn):
符合測(cè)試說明,合格;否則不合格。
10 模塊內(nèi)監(jiān)控電壓的設(shè)置精度
測(cè)試說明:
對(duì)于內(nèi)部有監(jiān)控控制的模塊,當(dāng)用監(jiān)控測(cè)試軟件(或者監(jiān)控單元)設(shè)置模塊的輸出電壓時(shí),設(shè)置值與模塊的實(shí)際輸出電壓之差應(yīng)效應(yīng)±0.1V,具體參數(shù)參見產(chǎn)品開發(fā)規(guī)格書。
測(cè)試說明:
調(diào)節(jié)模塊的輸入為額定電壓,輸出負(fù)載為半載,通過ADAM模塊或OCI-6模塊(或其他的485與232轉(zhuǎn)換的設(shè)備)將待測(cè)模塊與計(jì)算機(jī)相連,打開監(jiān)控測(cè)試軟件,調(diào)測(cè)計(jì)算機(jī)與模塊之間的通信,使之正常,用計(jì)算機(jī)調(diào)節(jié)模塊的輸出電壓,從規(guī)格書要求的最低輸出電壓開始調(diào)節(jié)到最高輸出電壓,步長(zhǎng)為1V,同時(shí)測(cè)量并記錄模塊的實(shí)際輸出電壓(測(cè)試時(shí)用FLUKE45,以保證測(cè)試精度),計(jì)算實(shí)際輸出電壓與設(shè)置電壓之差應(yīng)小于規(guī)格書的要求。
注:同樣也可以通過監(jiān)控單元進(jìn)行設(shè)置輸出電壓,測(cè)試輸出電壓和設(shè)置電壓之間的差別。
判定標(biāo)準(zhǔn):
符合測(cè)試說明,合格;否則不合格。
11 模塊內(nèi)監(jiān)控溫度測(cè)試精度、風(fēng)機(jī)調(diào)速、過溫保護(hù)測(cè)試(使用于有以上功能的模塊):
測(cè)試說明:
測(cè)試精度:
對(duì)于模塊內(nèi)有監(jiān)控測(cè)量溫度功率的軟件,用監(jiān)控測(cè)試軟件測(cè)量模塊的測(cè)溫精度應(yīng)滿足規(guī)格書的要求或企標(biāo)的要求,一般要求小于2度。
風(fēng)機(jī)調(diào)速:
對(duì)于風(fēng)冷模塊,如果才喲嘎了軟件調(diào)速技術(shù),那么模塊的風(fēng)扇調(diào)試過程必須滿足規(guī)格書或企標(biāo)的要求。
過溫保護(hù):
對(duì)于有過溫保護(hù)的模塊,模塊的過溫保護(hù)點(diǎn)和恢復(fù)點(diǎn)必須滿足規(guī)格書或企標(biāo)的要求。
測(cè)試方法:
以上三個(gè)測(cè)試項(xiàng)目可以同時(shí)進(jìn)行測(cè)試,測(cè)試方法如下:
首先,打開模塊,將單點(diǎn)測(cè)溫儀或多點(diǎn)測(cè)溫儀的其中一根熱電偶粘在模塊的測(cè)溫點(diǎn)(注意:熱電偶必須粘在溫度探頭靠近溫度測(cè)試IC的部分),將模塊按照好;然后,用萬用表的直流電壓檔接在模塊的風(fēng)扇工作電壓的測(cè)試點(diǎn)上,以便測(cè)試你可風(fēng)扇的工作電壓;調(diào)節(jié)模塊的輸入電壓為額定值,輸出負(fù)載為空載,接上監(jiān)控單元,使得模塊跟監(jiān)控單元之間通訊正常。
調(diào)節(jié)模塊的輸出負(fù)載為滿載,讓模塊工作,模塊溫度不斷的上升,記錄監(jiān)控單元顯示的模塊溫度和測(cè)溫儀的測(cè)量溫度,記錄步長(zhǎng)為1oC,兩者之差即為測(cè)溫精度。同時(shí)觀察風(fēng)扇的電壓,記錄風(fēng)扇起轉(zhuǎn)的電壓以及對(duì)于的溫度,以及記錄風(fēng)扇的不同的檔位上的溫度和對(duì)應(yīng)電壓;為了讓模塊能夠達(dá)到過溫保護(hù)點(diǎn),可以用一個(gè)電風(fēng)吹,用熱風(fēng)不斷的吹模塊的散熱片,使得模塊溫度迅速上升,直到模塊過溫保護(hù),記錄過溫報(bào)表的溫度點(diǎn);過溫保護(hù)后,模塊關(guān)機(jī),溫度下降,直到模塊恢復(fù)正常工作,記錄此時(shí)溫度點(diǎn)即為過溫恢復(fù)點(diǎn)。
判定標(biāo)準(zhǔn):
符合測(cè)試說明,合格;否則不合格。
12 模塊內(nèi)監(jiān)控電壓和監(jiān)控電流測(cè)量精度測(cè)試
測(cè)試說明:
對(duì)于內(nèi)部有監(jiān)控控制的模塊,當(dāng)用監(jiān)控控制軟件測(cè)量模塊的輸出電壓和輸出電流時(shí),監(jiān)控電壓測(cè)量精度應(yīng)≤0.1V,監(jiān)控電流測(cè)量精度應(yīng)≤±2A。具體指標(biāo)詳見規(guī)格書或企標(biāo)。
測(cè)試方法:
監(jiān)控電壓測(cè)量精度:輸出負(fù)載為50%負(fù)載,用監(jiān)控測(cè)試軟件(或監(jiān)控單元)調(diào)節(jié)模塊的輸出從最低直到最高值之間變化,步長(zhǎng)為1V,用萬用表FLUKE45測(cè)量模塊的時(shí)間輸出電壓值,將該值與監(jiān)控測(cè)試軟件(或監(jiān)控單元)上測(cè)量的電壓值進(jìn)行比較,兩者之差為ΔV,監(jiān)控電壓測(cè)量精度按以下公式計(jì)算:
監(jiān)控電壓測(cè)量精度=ΔV/模塊實(shí)際輸出電壓。
監(jiān)控電流測(cè)量精度:輸出電壓為浮充電壓值,從最低負(fù)載開始按適當(dāng)?shù)牟介L(zhǎng)調(diào)節(jié)負(fù)載(測(cè)量點(diǎn)不少于15個(gè)點(diǎn)),使輸出電流逐步增加到最大輸出電流,用0.2等級(jí)的分流器和萬用表FLUKE45測(cè)量模塊的實(shí)際輸出電流值,將該電流值與監(jiān)控測(cè)試軟件(或監(jiān)控單元)測(cè)得的電流值相減結(jié)果為ΔI,監(jiān)控電流測(cè)量精度按如下公式計(jì)算:
監(jiān)控電流測(cè)量精度=ΔI/額定輸出電流。
判定標(biāo)準(zhǔn):
符合測(cè)試說明,合格;否則不合格。
13 均流性能測(cè)試
測(cè)試說明:
測(cè)試模塊并機(jī)工作時(shí)的均流性能。并機(jī)工作時(shí)應(yīng)能做到按比例均分負(fù)載,模塊在50%-100%表稱輸出電流范圍內(nèi)其均分負(fù)載的不平衡度不得超過直流輸出電流表稱值的5%。注意試驗(yàn)中不應(yīng)出現(xiàn)電壓攀升現(xiàn)象,輸出電壓不超過企標(biāo)或規(guī)格書的要求。
具體指標(biāo)見規(guī)格書或企標(biāo)。
測(cè)試方法:
(1)分別在半載下整定模塊輸出電壓,使兩模塊輸出電壓存在電壓差(電壓差為模塊額定輸出*穩(wěn)壓精度,一般要求0.3V),兩模塊輸出并聯(lián),插上均流線,并機(jī)工作;負(fù)載在全范圍變化,用0.2等級(jí)的分流器分別測(cè)量并記錄兩模塊的輸出電流,以測(cè)量模塊的均流性能。均流度的計(jì)算公式如下:
[I1-(I1+I(xiàn)2)/2]/IE, I2-(I1+I(xiàn)2)/2]/IE
取兩者中較大的為均流度。其中I1為模塊1的實(shí)際電流,I2為模塊2的實(shí)際電流,IE為模塊的額定電流。
(2)調(diào)節(jié)兩模塊的壓差,直至兩模塊的電流差達(dá)到5%(剛剛達(dá)到均流的要求),斷開均流,測(cè)量?jī)赡K半載下的電壓值,將兩電壓相減得到的電壓差ΔV就是模塊不均流的最小電壓差(也就是說,當(dāng)模塊之間的電壓差超過ΔV,模塊就不均流)。假如電壓差ΔV小于(模塊額定輸出*穩(wěn)壓精度),則模塊在實(shí)際的使用中,會(huì)存在不均流的情況。
(3)均充電壓下,測(cè)量?jī)赡K的電流值,應(yīng)能均流,模塊輸出電壓穩(wěn)定,不應(yīng)出現(xiàn)振蕩或嘯叫等現(xiàn)象。
應(yīng)注意試驗(yàn)過程中一個(gè)模塊關(guān)機(jī),另一個(gè)模塊反復(fù)開關(guān)情況下,是否出現(xiàn)不正?,F(xiàn)象。
判定標(biāo)準(zhǔn):
符合測(cè)試說明,合格;否則不合格。
14 限流及短路性能測(cè)試
測(cè)試說明:
(1)限流
在全輸入電壓范圍內(nèi),模塊輸出負(fù)載增加時(shí),模塊進(jìn)入限流狀態(tài)應(yīng)能保持輸出電流穩(wěn)定,輸出電壓下降(注意模塊的回縮現(xiàn)象)。
模塊限流特性為分檔限流和無級(jí)限流,具體見規(guī)格書或企標(biāo)。
(2)短路
在深度限流時(shí)的特定影響模塊的開機(jī)和短路性能,應(yīng)充分注意;深度限流的特性屬于那一種A:回縮 B:恒流 C:外拖
測(cè)試方法:
(1)在額定輸入電壓,額定輸出電壓狀態(tài)下,不斷增加輸出負(fù)載,當(dāng)輸出電壓超過規(guī)格書或企標(biāo)規(guī)定的穩(wěn)壓精度范圍,輸出電流基本不變時(shí)的電流為限流點(diǎn);變換輸入電壓,在最高工作電壓和最低工作電壓(保證滿載輸出的最低工作電壓)下,重復(fù)測(cè)試限流點(diǎn)。
對(duì)于設(shè)計(jì)為輸出限功率模塊或低壓輸入時(shí)輸出限功率模塊應(yīng)充分注意其特性,試驗(yàn)時(shí)根據(jù)規(guī)格書或企標(biāo)的要求加以修正。
(2)在深度限流時(shí),輸出電壓低于某一值時(shí),繼續(xù)減小輸出負(fù)載電阻值,測(cè)試輸出電流變化,區(qū)分短路的特性;特別注意有外拖特性的電源其外拖電流值與輸出整流二極管的選取要一致。有輸出短路要求的電源應(yīng)注意,對(duì)采用初級(jí)限流特性的電源短路時(shí)存在振蕩現(xiàn)象,有輸出短路要求時(shí),在各種電壓條件下多次短路不應(yīng)損壞,長(zhǎng)時(shí)間短路電源應(yīng)能穩(wěn)定工作在短路回縮點(diǎn)。
判定標(biāo)準(zhǔn):
符合測(cè)試說明,合格;否則不合格。
15 限流精度測(cè)試
測(cè)試說明:
對(duì)于無級(jí)限流模塊,模塊的輸出電流限流點(diǎn)可以通過監(jiān)控單元或后臺(tái)軟件進(jìn)行調(diào)節(jié),限流調(diào)節(jié)步長(zhǎng)和限流精度參見產(chǎn)品開發(fā)規(guī)格書或企標(biāo)。
測(cè)試方法:
調(diào)節(jié)模塊的輸入為額定輸入,模塊的輸出電壓為浮充電壓,輸出帶108%的負(fù)載,用監(jiān)控測(cè)試軟件或監(jiān)控單元從最大電流點(diǎn)開始以規(guī)格書規(guī)定的步長(zhǎng)調(diào)節(jié)模塊的限流點(diǎn)(如果規(guī)格書沒有規(guī)定步長(zhǎng),可以根據(jù)實(shí)際情況選擇一定的步長(zhǎng),但是保證測(cè)試點(diǎn)不少于10個(gè)),用0.2等級(jí)的分流器測(cè)量模塊的實(shí)際輸出電流,并計(jì)算模塊的輸出電流和后臺(tái)軟件或監(jiān)控單元設(shè)置的限流點(diǎn)之差值,該值應(yīng)小于產(chǎn)品開發(fā)規(guī)格書或企標(biāo)規(guī)定的精度要求。
判定標(biāo)準(zhǔn):
符合測(cè)試說明,合格;否則不合格。
16 起動(dòng)時(shí)間
測(cè)試說明:
在額定輸入電壓、輸出電壓和額定負(fù)載條件下,模塊從交流輸入電壓開始輸入到輸出電壓上升到穩(wěn)定的額定輸出電壓為止的時(shí)間,就是起動(dòng)時(shí)間,一般要求為3~8s。
具體指標(biāo)見規(guī)格書或企標(biāo)。
測(cè)試方法:
調(diào)節(jié)模塊的輸入電壓、輸出電壓為額定值,輸出負(fù)載為滿載,合上交流輸入空開,用雙通道示波器分別測(cè)量輸入電壓和輸出電壓(注意應(yīng)有一個(gè)通道采用高壓隔離探頭,避免輸入和輸出共地導(dǎo)致對(duì)模塊的不良影響),測(cè)試輸入電壓建立和輸出電壓上升穩(wěn)定到額定輸出電壓的時(shí)間為起動(dòng)時(shí)間。測(cè)試時(shí),可以采用觸發(fā)方式,或者使用非觸發(fā)方式,采用適當(dāng)?shù)牧砍?,捕捉從起?dòng)到輸出電壓穩(wěn)定的整個(gè)過程的波形,然后用示波器的cursor功能測(cè)試輸入電壓建立和輸出電壓上升到額定輸出電壓的時(shí)間,就是所需測(cè)試的起動(dòng)時(shí)間。
判定標(biāo)準(zhǔn):
符合測(cè)試說明,合格;否則不合格。
17 溫度系數(shù)測(cè)試
測(cè)試說明:
測(cè)試在不同環(huán)境溫度,額定輸入電壓,額定輸出電壓,滿載輸出情況下的電壓漂移,要求在規(guī)格書或企標(biāo)規(guī)定的工作溫度范圍內(nèi),溫度系數(shù)不超過0.2%o/oC(如果指標(biāo)有變化,以規(guī)格書或企標(biāo)為準(zhǔn))。
測(cè)試方法:
分別在不同溫度上限和溫度下限的環(huán)境溫度下,測(cè)試額定電壓輸入、額定電壓和額定電流輸出情況下的輸出電壓(穩(wěn)定后)V1和V2,計(jì)算溫度系數(shù)
|(V1-V0)/(V0*(T1-T0))|,
|(V2-V0)/(V0*(T2-T0))|,取較大值。
V0、V1、V2分別為常溫、高溫、低溫額定輸入負(fù)載時(shí)輸出電壓,T0、T1、T2分別為常溫、高溫、低溫時(shí)環(huán)境溫度。
判定標(biāo)準(zhǔn):
符合測(cè)試說明,合格;否則不合格。
18 負(fù)載突變特性
測(cè)試說明:
測(cè)試以下負(fù)載突變情況下的輸出特性
(1)模塊輸出突加,突減負(fù)載
(2)輸出從限流態(tài)到恒壓的轉(zhuǎn)換
(3)輸出從空載到短路
(4)短路開機(jī)后放開
(5)負(fù)載在空載到滿載多次跳變
(6)從深度限流到空載多次跳變
測(cè)試方法:
(1)輸出從空載突加100%負(fù)載,輸出從滿載到空載(跳變時(shí)間5ms,Tr和Tf為1A對(duì)應(yīng)20us),測(cè)試輸出電壓波形。模塊不應(yīng)出現(xiàn)振蕩,輸出電壓的過沖不超過整定值的10%。
(2)調(diào)節(jié)輸出從5%負(fù)載到110%負(fù)載之間跳變(跳變時(shí)間5ms,Tr和Tf為1A對(duì)應(yīng)20us),模塊從限流態(tài)到恒壓態(tài)的轉(zhuǎn)換過程應(yīng)平緩,不應(yīng)有異常的嘯叫。
(3)各種輸入電壓下(低壓、高壓、常壓),輸出多次(大于3次)從空載到短路,電源不應(yīng)損壞。
(4)輸出短路后開機(jī),模塊應(yīng)能穩(wěn)定在短路回縮點(diǎn),不損壞;放開短路后應(yīng)能穩(wěn)定起機(jī),正常工作。
(5)開機(jī)后,用示波器監(jiān)測(cè)輸出電壓,輸出在5%負(fù)載到滿載多次跳變,然后切換到滿載后,輸出應(yīng)穩(wěn)定到額定輸出電壓范圍,不應(yīng)出現(xiàn)振蕩等其他現(xiàn)象。
(6)開機(jī)后,用示波器監(jiān)測(cè)輸出電壓,輸出在空載到深度限流多次跳變,輸出應(yīng)穩(wěn)定到額定輸出電壓范圍,不應(yīng)出現(xiàn)振蕩等其他現(xiàn)象,不應(yīng)出現(xiàn)損壞的現(xiàn)象。
判定標(biāo)準(zhǔn):
符合測(cè)試說明,合格;否則不合格。
19 溫度保護(hù)性能(對(duì)于自然冷卻的模塊使用)
測(cè)試說明:
對(duì)于自然冷卻模塊,測(cè)試溫度保護(hù)設(shè)計(jì)的正確性。過溫保護(hù)點(diǎn)和恢復(fù)點(diǎn)必須能夠滿足規(guī)格書或企標(biāo)的要求。
測(cè)試方法:
方法一:模塊置于高溫箱中通電運(yùn)行,同時(shí)測(cè)試模塊測(cè)溫點(diǎn)的溫度。高溫試驗(yàn)后以2-5oC不斷升高高溫箱溫度,并保持一段時(shí)間直到模塊過溫保護(hù),記錄此時(shí)的溫度,過溫保護(hù)前模塊不應(yīng)損壞;降低高溫箱溫度,模塊溫度降低后,應(yīng)能自動(dòng)開機(jī),記錄模塊恢復(fù)工作時(shí)的溫度,即為過溫保護(hù)恢復(fù)點(diǎn),恢復(fù)點(diǎn)和過溫點(diǎn)之間必須有回差,回差應(yīng)滿足規(guī)格書或企標(biāo)的要求。
方法二:將熱電偶粘在模塊的溫度探頭的地方,測(cè)試模塊的溫度,調(diào)節(jié)模塊的輸入輸出,使得模塊在額定的情況下工作,這時(shí)候,通過吹風(fēng)機(jī)用熱風(fēng)吹散熱片,使得模塊的溫度不斷升高,直到模塊過溫保護(hù),記錄此時(shí)的溫度,就是模塊的過溫保護(hù)點(diǎn),模塊過溫保護(hù)前,模塊不能損壞;此后,停止吹風(fēng),讓模塊的溫度下降(以可以用風(fēng)扇吹,加速模塊溫度的下降),模塊恢復(fù)應(yīng)該能夠自動(dòng)恢復(fù)工作,記錄模塊恢復(fù)工作時(shí)的溫度,即為過溫保護(hù)恢復(fù)點(diǎn),恢復(fù)點(diǎn)和過溫點(diǎn)之間必須有回差,回差應(yīng)滿足規(guī)格書或企標(biāo)的要求。
方法三:拔去溫度探頭,換上可調(diào)電阻,調(diào)節(jié)可調(diào)電阻,改變溫度采用電路的輸入電壓,模擬溫度的變化,通過監(jiān)控單元或后臺(tái)軟件讀取溫度的數(shù)值,調(diào)節(jié)可調(diào)電阻,模擬模塊溫度不斷上升的情況,直到模塊過溫保護(hù),記錄此時(shí)的監(jiān)控單元或后臺(tái)軟件顯示的溫度,就是過溫點(diǎn)。此后調(diào)節(jié)電位器,讓模塊的溫度下降,模塊恢復(fù)應(yīng)該能夠自動(dòng)恢復(fù)工作,記錄模塊恢復(fù)工作時(shí)的溫度,即為過溫保護(hù)恢復(fù)點(diǎn),恢復(fù)點(diǎn)和過溫點(diǎn)之間必須有回差,回差應(yīng)滿足規(guī)格書或企標(biāo)的要求。
判定標(biāo)準(zhǔn):
符合測(cè)試說明,合格;否則不合格。3次