開關電源概述
開關模式電源(Switch Mode Power Supply,簡稱SMPS),又稱交換式電源、開關變換器,是一種高頻化電能轉換裝置,是電源供應器的一種。其功能是將一個位準的電壓,透過不同形式的架構轉換為用戶端所需求的電壓或電流。開關電源的輸入多半是交流電源(例如市電)或是直流電源,而輸出多半是需要直流電源的設備,例如個人電腦,而開關電源就進行兩者之間電壓及電流的轉換。


開關電源測試方法與說明
開關電源因其效率高,體積小而被電子企業(yè)廣泛應用,以下是自己在工作中總結出來的測試方法和測試項目,在電源設計時若能充分考慮到這些方面,那么其產品將會被越來越多的客戶所使用。
現(xiàn)在的電子產品對電源的要求有所提高,大部分是關心其穩(wěn)定性,輸入電壓的范圍,輸出穩(wěn)定性,輸出諧波大小,在工作中發(fā)現(xiàn)有些電源的紋波較大,導致設備不工作,因此這也是影響電源發(fā)展的一個方面。
電源實際工作在電路中,最關心的還是源效應(電壓調整率),因為電路確定后,負載已基本確定,負載的影響明顯小于輸入電壓對電源的影響,此外還要注意電磁干擾,在電子環(huán)境中,電磁干擾對電源的工作會產生一定的影響,源效應和負載效應小的電源其穩(wěn)定性較好,在電源設計中應考慮到這些方面。
隨著國家強制認證的實施,電磁干擾和電磁抗干擾技術逐步提上日程,新電源的設計應通過電磁兼容性試驗,才能保證產品在市場中流通。


(一)開關電源測試-反復短路測試
測試說明
在各種輸入和輸出狀態(tài)下將模塊輸出短路,模塊應能實現(xiàn)保護或回縮,反復多次短路,故障排除后,模塊應該能自動恢復正常運行。
測試方法
空載到短路:在輸入電壓全范圍內,將模塊從空載到短路,模塊應能正常實現(xiàn)輸出限流或回縮,短路排除后,模塊應能恢復正常工作。讓模塊反復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。
滿載到短路:在輸入電壓全范圍內,將模塊從滿載到短路,模塊應能正常實現(xiàn)輸出限流或回縮,短路排除后,模塊應能恢復正常工作。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。
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上電,模塊應能實現(xiàn)正常的限流或回縮,短路故障排除后,模塊應能恢復正常工作,重復上述試驗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。
(二)開關電源測試-反復開關機測試
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,輸入反復開關,測試電源模塊反復開關機的性能。
測試方法
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,電源模塊應能正常工作。
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,電源模塊應能正常工作。
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。
(三)開關電源測試-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斷,帶載時欠壓,斷后,由于電源內阻原因,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,時間設置為5~8分鐘,反復循環(huán)運行,電源模塊應能正常穩(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。
(四)開關電源測試-輸入瞬態(tài)高壓測試
測試說明
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)。
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。
(五)開關電源測試-輸入低壓跌落及輸出動態(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計的合理性。
測試方法
將輸入電壓調整為在欠壓點+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;
將輸入電壓調整為欠壓點+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)。
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