开关电源测试标准规范和开关电源测试统一标准.doc

开关电源测试规范和开关电源测试原则

开关电源测试规范和开关电源测试原则

第一某些：电源指标概念、定义
一．描述输入电压影响输出电压几种指标形式
1. 绝对稳压系数：
    A．绝对稳压系数：表达负载不变时，稳压电源输出直流变化量△U0与输入电网变化量△Ui之比。即：K=△U0/△Ui
    B．相对稳压系数：表达负载不变时，稳压器输出直流电压Uo相对变化量△Uo与输出电网Ui相对变化量△Ui之比。即：S=△Uo/Uo / △Ui/Ui
2. 电网调节率：
  它表达输入电网电压由额定值变化±10%时，稳压电源输出电压相对变化量，有时也以绝对值表达。
3. 电压稳定度：
  负载电流保持为额定范畴内任何值，输入电压在规定范畴内变化所引起输出电压相对变化
△Uo/Uo（百分值），称为稳压器电压稳定度。
二．负载对输出电压影响几种指标形式
1. 负载调节率（也称电流调节率）：
  在额定电网电压下，负载电流从零变化到最大时，输出电压最大相对变化量，惯用百分数表达，有时也用绝对变化量表达。
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．纹波电压几种指标形式
1. 最大纹波电压：
  在额定输出电压和负载电流下，输出电压纹波（涉及噪声）绝对值大小，普通以峰峰值或有效值表达。
2. 纹波系数y（%）：
  在额定负载电流下，输出纹波电压有效值Urms与输出直流电压Uo之比，即：
    y="Urms"/Uo×100%
3. 纹波电压抑制比：
  在规定纹波频率（例如50Hz）下，输出电压中纹波电压Ui~与输出电压中纹波电压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。纹波是出当前输出端子间一种与输入频率和开关频率同步成分，用峰-峰（peak to peak）值表达，普通在输出电压0.5%如下；噪声是出当前输出端子间纹波以外一种高频成分，也用峰-峰（peak to peak）值表达，普通在输出电压1%左右。纹波噪声是两者合成，用峰-峰（peak to peak）值表达，普通在输出电压2%如下。
四．冲击电流：
  指输入电压按规定期间间隔接通或断开时，输入电流达到稳定状态前所通过最大瞬间电流。普通是20A——30A。
五．过流保护：
  是一种电源负载保护功能，以避免发生涉及输出端子上短路在内过负载输出电流对电源和负载损坏。过流给定值普通是额定电流110%——130%。
六．过压保护：
  是一种对端子间过大电压进行负载保护功能。普通规定为输出电压130%——150%。
七．输出欠压保护：
  当输出电压在原则值如下时，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：环境温度变化影响元器件参数变化，从而引起稳压器输出电压变化。惯用温度系数表达温度漂移大小。
  绝对温度系数：温度变化1摄氏度引起输出电压值变化△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状况下，元件参数稳定性也会导致输出电压变化，慢变化叫漂移，快变化叫噪声，介于两者之间叫起伏。
  表达漂移办法有两种：
1. 在指定期间内输出电压值变化△Uot。
2. 在指定期间内输出电压相对变化△Uot/Uo。
  考察漂移时间可以定为1分钟、10分钟、1小时、8小时或更长。
  只在精度较高稳压器中，才有温度系数和温漂两项指标。
十一．响应时间：
  是指负载电流突然变化时，稳压器输出电压从开始变化到达新稳定值一段调节时间。
  在直流稳压器中，则是用在矩形波负载电流时输出电压波形来表达这个特性，称为过度特性。
十二．失真：
  这是交流稳压器特有。是指输出波形不是正弦波形，产生波形畸变，称为畸变。
十三．噪声：
  按30Hz——18KHz可听频率规定，这对开关电源转换频率不成问题，但对带电扇电源要依照需要加以规定。
十四．输入噪声：
  为使开关电源工作保持正常状态，要依照额定输入条件，按由容许输入外并叠加于工业用频率脉冲状电压（0——peak）制定输入噪声指标。普通外加脉冲宽度为100——800us，外加电压1000V。
十五．浪涌：
  这是在输入电压以1分钟以上间隔按规定次数加一种浪涌电压，以避免发生绝缘破坏、闪络、电弧等异常现象。通信设备等规定数值为数千伏，普通为1200V。
十六．静电噪声：
  指在额定输入条件下，外加到电源框体任意某些时，全输出电路能保持正常工作状态一种重复脉冲状静电。普通保证5——10KV以内。
十七．稳定度：
  容许使用条件下，输出电压最大相对变化△Uo/Uo 。
十八．电气安全规定（GB 4943-90）：
1. 电源构造安全规定：
1）空间规定：
  UL、CSA、VDE安全规范强调了在带电某些之间和带电某些与非带电金属某些之间表面、空间距离规定。UL、CSA规定：极间电压不不大于等于250VAC高压导体之间，以及高压导体与非带电金属某些之间（这里不涉及导线间），无论在表面间还是在空间，均应有0.1英寸距离；VDE规定交流线之间有3mm 徐变或2mm净空隙；IEC规定：交流线间有3mm净空间隙及在交流线与接地导体间4mm净空间隙。此外，VDE、IEC规定在电源输出和输入之间，至少有8mm空间间距。
2）电介质实验测试办法（打高压：输入与输出、输入和地、输入AC两级之间）。
3）漏电流测量：
  漏电流是流经输入侧地线电流，在开关电源中重要是通过静噪滤波器旁路电容器泄露电流。UL、CSA均规定暴露不带电金属某些均应与大地相接，漏电流测量是通过将这些某些与大地之间接一种1.5K欧电阻，其漏电流应当不不不大于5毫安。VDE容许：用1.5K欧电阻与150nP电容并接。并施加 1.06倍额定使用电压，对数据解决设备，漏电流应不不不大于3.5毫安。普通是1毫安左右。
4）绝缘电阻测试：
  VDE规定：输入和低电压输出电路之间应有7M欧电阻，在可接触到金属某些和输入之间，应有2M欧电阻或加500V直流电压持续1分钟。
5）印制电路板规定：
  规定是UL认证94V-2材料或比此更好材料。
2. 对电源变压器构造安全规定：
1）变压器绝缘：
  变压器绕组使用铜线应为漆包线，其她金属某些应涂有瓷、漆等绝缘物质。
2）变压器介电强度：
  在实验中不应浮现绝缘层破裂和飞弧现象。
3）变压器绝缘电阻：
  变压器绕组间绝缘电阻至少为10M欧，在绕组与磁心、骨架、屏蔽层间施加500伏直流电压，持续1分钟，不应浮现击穿、飞弧现象。
4）变压器湿度电阻：
  变压器必要在放置于潮湿环境之后，及时进行绝缘电阻和介电强度实验，并满足规定。潮湿环境普通是：相对湿度为92%（公差为2%），温度稳定在20到 30摄氏度之间，误差容许1%，需在内放置至少48小时之后，及时进行上述实验。此时变压器自身温度不应当较进入潮湿环境之前测试高出4摄氏度。
5）VDE关于变压器温度特性规定。
6）UL、CSA关于变压器温度特性规定。
注： IEC——International Electrotechnical Commission
VDE——Verbandes Deutcher Electrotechnicer
UL——Underwriter's Laboratories
CSA——Canadian Standards Association
FCC—— Federal Communications Commission
十九．无线电骚扰（按照GB 9254-1998测试）
1. 电源端子骚扰电压限值。
2. 辐射骚扰限值。
二十．环境实验
  环境实验是将产品或材料暴露到自然或人工环境中，从而对它们在事实上也许遇到贮存、运送和使用条件下性能作出评价。
⑴   低温 ⑵ 高温 ⑶ 恒定湿热 ⑷ 交变湿热 ⑸ 冲撞（冲击和碰撞） ⑹ 振动 ⑺ 恒加速 ⑻ 贮存 ⑼ 长霉   ⑽ 腐蚀大气（例如盐雾）⑾ 砂尘 ⑿ 空气压力（高压或低压）⒀ 温度变化 ⒁ 可燃性 ⒂ 密封 ⒃ 水 ⒄ 辐射（太阳或核）⒅ 锡焊 ⒆ 接端强度 ⒇ 噪声：微打65dB
二十一．电磁兼容性实验
电磁兼容性实验（electromagnetic compatibility EMC）：
  是指设备或系统在共同电磁环境中能正常工作且不对该环境中 任何事物构成不能承受电磁干扰能力。
  电磁干扰波普通有两种传播途径，要按各个途径进行评价。一种是以波长频带向电源线传播，给发射区以干扰途径，普通在30MHz如下。这种波长频率在附属于电子设备电源线长度范畴内还不满1个波长，其辐射到空间量也很少，由此可掌握发生于电源线上电压，进而可充分评估干扰大小，这种噪声叫做传导噪声。
  当频率达到30MHz以上，波长也会随之变短。这时如果只对发生于电源线噪声源电压进行评价，就与实际干扰不符。因而，采用了通过直接测定传播到空间干扰波评价噪声大小办法，该噪声就叫做辐射噪声。测定辐射噪声办法有上述按电场强度对传播空间干扰波进行直接测定办法和测定泄露到电源线上功率办法。
电磁兼容性实验涉及如下实验：
  ① 磁场敏感度：
  （抗扰性）设备、分系统或系统暴露在电磁辐射下不但愿有响应限度。敏感度电平越小，敏感性越高，抗扰性越差。固定频率、峰峰值磁场。
② 静电放电敏感度：
  具备不同静电电位物体互相接近或直接接触引起电荷转移。300PF电容充电到-15000V，通过500欧电阻放电。可超差，但放完后要正常。数据传递、储存，不能丢。
③ 电源瞬态敏感度：
  涉及尖峰信号敏感度（0.5us 10us 2倍）、电压瞬态敏感度（10%-30%，30S恢复）、频率瞬态敏感度（5%-10%，30S恢复）。
  ④ 辐射敏感度：
  对导致设备降级辐射干扰场度量。（14K-1GHz，电场强度为1V/M）
  ⑤ 传导敏感度：
  当引起设备不但愿有响应或导致其性能降级时，对在电源、控制或信号线上干扰信号或电压度量。（30Hz-50KHz 3V ，50KHz-400MHz 1V）
  ⑥ 非工作状态磁场干扰：
  包装箱4.6m 磁通密度不大于0.525Ut，0.9m 0.525Ut。
  ⑦ 工作状态磁场干扰：
  上、下、左、右交流磁通密度不大于0.5mT。
  ⑧ 传导干扰：
  沿着导体传播干扰。10KHz-30MHz 60（48）dBuV。
  ⑨ 辐射干扰：
  通过空间以电磁波形式传播电磁干扰。10KHz-1000MHz 30 屏蔽室60（54）uV/m。
第二某些 测试办法
一．耐电压
（HI.POT，ELECTRIC STRENGTH ，DIELECTRIC VOLTAGE WITHSTAND）KV
1.1 定义：于指定端子间，例如：I/P-O/P，I/P-FG，O/P-FG间，可耐交流之有效值，漏电流普通可容许10毫安，时间1分钟。
1.2 测试条件：Ta：25摄氏度；RH：室内湿度。
1.3 测试回路：
1.4 阐明：
1.4.1 耐压测试重要为防止电气破坏，经由输入串入之高压，影响使用者安全。
1.4.2 测试时电压必要由0V开始调升，并于1分钟内调至最高点。
1.4.3 放电时必要注意测试器之Timer设定，于OFF前将电压调回 0V。
1.4.4 安规认证测试时，变压器需另行加测，室内 ，温度25摄氏度，RH：95摄氏度，48HR，后测试变压器初/次级与初级/CORE。
1.4.5生产线测试时间为1秒钟。
二．纹波噪声（涟波杂讯电压）
（Ripple & Noise）%，mv
2.1定义：直流输出电压上重叠之交流电压成分最大值（P-P）或有效值。
2.2测试条件：
I/P：Nominal
O/P ：Full Load
Ta ：25℃
2.3测试回路：
2.4测试波形：
2.5阐明：
2.5.1示波器之GND线愈短愈好，测试线得远离PUS。
2.5.2使用1:1之Probe。
2.5.3 Scope之BW普通设定于20MHz，但是对于当前网络产品测试纹波噪声最佳将BW设为最大。
2.5.4 Noise与使用仪器，环境差别极大，因而测试必要表白测试地点。
2.5.5测试纹波噪声以不超过原规格值 +1%Vo。
三．漏电流（泄漏电流）
（Leakage Current）mA
3.1定义：输入 一 机壳间流通之电流（机壳必要为接大地时）。
3.2测试条件：
I/P：Vin max.×1.06（TUV）/60Hz
Vin max.（UL1012）/60Hz
O/P： No Load/Full Load
Ta：25℃
3.3测试回路：
3.4阐明：
3.4.1 L，N均需测。
3.4.2 UL1012 R值为1K5。
TUV R值为2K/0。15uF。
3.4.3 漏电流规格TUV：3.5mA，UL1012：5mA。
四．温度测试
（Temperature Test）
4.1定义：温度测试指PSU于正常工作下，其零件或Case温度不得超过其材质规格或规格定值。
4.2测试条件：
I/P：Nominal
O/P：Full Load
Ta ：25℃
4.3测试办法：
4.3.1将Thermo Coupler（TYPE K）稳固固定于量测物体上（速干、Tape或焊接方式）。
4.3.2 Thermo Coupler于末端绞三圈后焊成一球状测试。
4.3.3咱们普通用点温计测量。
4.4测试零件：
  热源及易受热源影响某些，例如：输入端子、Fuse、输入电容、输入电感、滤波电容、桥整、热敏、突波吸取器、输出电容、输出电容、输出电感、变压器、铁芯、绕线、散热片、大功率半导体、Case、热源零件下之P.C.B.……。
4.5零件温度限制：
4.5.1零件上有标示温度者，以标示之温度为基准。
4.5.2其她未标示温度之零件，温度不超过P.C.B.之耐温。
4.5.3电感显示个别申请安规者，温升限制65℃Max（UL1012），75℃ Max（TUV）。
五．输入电压调节率
（Line Regulation），%
5.1定义：输入电压在额定范畴内变化时，输出电压之变化率。
Vmax-Vnor
Line Regulation（+）=------------------Vnor
Vnor-Vmin
Line Regulation（-）=------------------Vnor
Vmax-Vmin
Line Regulation=----------------Vnor
Vnor：输入电压为常态值，输出为满载时之输出电压。
Vmax：输入电压变化时之最高输出电压。
Vmin：输入电压变化时之最低输出电压。
5．2测试条件：
I/P：Min./Nominal/Max
O/P：Full Load
Ta：25℃
5.3测试回路：
5．4阐明：
Line Regulation 亦可直接Vmax-Vnor与Vmin-Vnor之±最大值以mV表达，再配合Tolerance%表达。
六．负载调节率
（Load Regulation）%
5.1定义：输出电流于额定范畴内变化（静态）时，输出电压之变化率。
|Vminl-Vcent|
Line Regulation（+）=------------------×100%
Vcent
|Vcent-VfL|
Line Regulation（-）=------------------×100%
Vcent
|VminL-VfL|
Line Regulation(%)=----------------×100%
Vcent
VmilL：最小负载时之输出电压
VfL：满载时之输出电压
Vcent：半载时之输出电压
6.2测试条件：
I/P：Nominal
O/P：Min./Half/Full Load
Ta：25℃
6.3测试回路：
6.4 Load Regulation亦可直接Vmin.L-Vcent与Vcent-Vmax.之±最大值以mV表达，再配合Tolerance%表达。
第三某些 测试报告规定项目：
  对于电源产品认定测试，测试报告规定提供测试数据及结论。可依照规定减少测试项目，对于测试不合格品应当表白不合格测试项。
一．输入特性：
1．工作输入电压和电压变动范畴
2．输入电压频率和频率变动范畴
3．额定输入电流：是指在输入电压和输出电流在额定条件时电流。
4．输入下陷和瞬间停电：这是一种输入电压瞬间时下降或瞬断状态，要用额定输出电压和电流加以限定。测试指标为电压和时间。
5．冲击电流
6．漏电流
7．效率：由于该指标与发热关于，因而散热时要考虑效率。
8．测试中要标明输入采用单相2线式还是3相三线式。
二．输出特性：
1．额定输出电压
2．额定输出电流
3．稳压精度
1）电压稳定度
2）电流调节率
3）纹波噪声：涉及最大纹波电压；最大纹波噪声电压。
4．瞬间电流变动导致输出电压变动值。
三．附属功能规定：
1．过流保护
2．过压保护
3．输入欠压保护
4．过热保护
5．绝缘电阻：输入端与壳体；输入端子和输出端子；输出端子和壳体。
6．绝缘电压：打高压：输入与输出、输入和地、输入AC两级之间，依照国标制定高压值。
四．构造规格：
1．形状条件：如外包装机壳有无等。
2．拟定外型尺寸和尺寸公差。
3．安装条件：安装位置、安装孔等。
4．冷却条件：强制或自冷以及通风方向，风量和孔径尺寸。
5．接口位置和标志
6．操作零部件（输出电压可调电阻、开关、批示灯）位置和提示文字位置。
7．重量
五．使用环境条件：
1．温度
2．湿度
3．耐振动、冲击
六．其他条件：
1．输入噪声
2．浪涌
3．静电噪声（有外壳有规定）

PC开关电源原则详解

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　　计算机电源|稳压器是依照计算机相应电源原则设计和生产，在计算机高速发展这十近年间，计算机电源原则也跟着在不断地发生变化，以适应计算机高速发展规定，计算机电源重要采用了如下几种原则：
　　PC/XT原则：是由IBM最先推出个人PC/XT计算机时制定原则；
　　AT原则：也是由IBM初期推出PC/AT机时所提出原则，当时可以提供大概190W电力供应；
　　ATX原则：是由Intel公司于1995年提出工业原则，从最初ATX1.0开始，ATX原则又通过了多次变化和完善，当前国内市场上流行是ATX2.03和ATX12V这两个原则，其中ATX12V又可分为ATX12V1.2、ATX12V1.3、ATX12V2.0等各种版本。
　　ATX与AT原则比较：
　　1、ATX原则取消了AT电源上必备电源开关而交由主板进行电源开关控制，增长了一种待机电路为电源主电路和主板提供电压来实现电源唤醒等功能；
　　2、ATX电源初次引进了+3.3V电压输出端，与主板连接接口上也有了明显改进。
　　ATX12V与ATX2.03原则比较：
　　1、ATX2.03是1999年此前PII、PIII时代电源产品，没有P4 4PIN接口；
　　2、ATX12V加强了+12VDC端电流输出能力，对+12V电流输出、涌浪电流峰值、滤波电容容量、保护等做出了新　规定；
　　3、ATX12V增长4芯电源连接器为P4解决器供电，供电电压为+12V；
　　4、ATX12V加强了+5VSB电流输出能力，改进主板对即插即用和电源唤醒功能支持。
　　ATX12V原则之间比较：
　　ATX 12V是支持P4ATX原则，是当前主流原则，该原则又分为如下几种版本：
　　ATX12V_1.0：2月颁布，P4 时代电源最早版本，增长P4 4PIN接口；
　　ATX12V_1.1：8月颁布， 在前一版本基本上，加强了+3.3V电流输出能力，以适应AGP显卡功率增长需求
　　ATX12V_1.2：1月颁布，在前版基本上，取消-5V输出，同步对Power on 时间作出新规定；
　　ATX12V_1.3：4月颁布，在前版基本上，提高了电源效率，增长了对SATA支持，增长了+12V输出能力。
　　ATX12V_2.0：6月颁布，在前版基本上，将+12V分为双路输出（+12VDC1和+12VDC2），其中+12VDC2对CPU单独供电，+12V输出能力 进一步提高，电源效率更高。
　　ATX12V2.01：6月颁布，在前版基本上，对+12VDC2输出电流纹波作出新规定。
　　ATX12V2.2：3月颁布，在前版基本上，加强+5VSB输出电流至2.5A；增长更高功率电源规格。
　　电源输出线颜色及功能分派
　　电脑电源输出线稍比大多数电器输出线复杂些，虽然花花绿绿一大把线，其实其中大某些输出线都连接在同样焊点上，只是输出设备不同因此需要多根连线而已。同样颜色输出线，其输出电压都是一致。电脑电源上输出线共有九种颜色，其中在主板20针插头上绿色和灰色线，是主板启动信号线，而黑色线则是地线，其她各种颜色输出线含义如下：
　　红色线：＋5VDC输出，用于驱动除磁盘、光盘驱动器马达以外大某些电路，涉及磁盘、光盘驱动器控制电路，在老式上CPU、内存、板卡供电也都由＋5VDC供应，但进入PII时代后，这些设备供电需求越来越大，导致＋5VDC电流过大，因此新电源原则将其某些功能转移到其她输出上，当前主板特别是P4、Athlon64等新式主板对于＋5VDC规定越来越小。
　　黄色线：＋12VDC输出，用于驱动磁盘驱动器马达、冷却电扇，或通过主板总线槽来驱动其他板卡。在最新P4系统中，由于P4解决器能源需求很大，电源专门增长了一种4PIN插头，提供+12V电压给主板，经主板变换后提供应CPU和其他电路而不再使用+5VDC，因此P4构造电源+12V输出较大。
　　橙色线：＋3.3VDC输出，这是随着ATX电源增长输出。此前电源供应最低电压为+5V，提供应主板、CPU、内存、各种板卡等，从PII时代开始，INTEL公司为了减少能耗，把CPU、内存等电压降到了3.3V如下，为了减少主板产生热量和节约能源，当前电源直接提供3.3V电压，经主板变换后用于驱动CPU、内存、显卡等电路。强大＋3.3VDC有助于内存、显卡等设备稳定与超频。
　　以上三种输出，是电脑电源重要电能输出，它们输出线明显多于其她输出，并且输出电流也要大得多。
　　白色线：－5VDC输出，在较早PC中用于软驱控制器及某些ISA总线板卡电路.。在许多新系统中已经不再使用-5V电压，当前某些形式电源普通不再提供-5V输出。在INTEL发布原则ATX12V 1.3版本中，已经明确取消了-5V输出，但大多数电源为了保持向上兼容，还是有这条输出线。
　　蓝色线：－12VDC输出，重要用于某些串口电路，其放大电路需要用到+12V和-12V，普通输出不大于1A，在当前主板设计上也几乎已经不使用这个输出，而通过对＋12VDC转换获得需要电流。

PC开关电源原则详解

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　　紫色线：+5V Stand—By，最早在ATX提出，在系统关闭后，保存一种+5V等待电压，用于电源及系统唤醒服务。
       很明显，要考量一种电源功率支持能力，最重要就是要看红色、黄色、橙色三条线最大输出能力。而不同配备系统，则对于这三条线输出能力有不同规定。对于大多数新装配电脑，显然+12VDC输出是最重要。