電源測試中的極限測試

本文將詳細(xì)介紹電源測試中的極限測試，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(qiáng)化試驗(yàn)、低溫步進(jìn)試驗(yàn)、高溫步進(jìn)試驗(yàn)、絕緣強(qiáng)度極限試驗(yàn)等。

1、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(diǎn)放開之后所能輸出的最大電流，測試的目的是為了驗(yàn)證模塊的限流點(diǎn)設(shè)計(jì)是否適當(dāng)，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(shè)計(jì)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。

測試方法:

將模塊的輸出限流點(diǎn)放開，按額定輸出電流的5%逐步增加模塊的輸出電流，每個(gè)電流值保持10跟著，直至模塊損壞（或輸出熔斷絲斷），記錄模塊損壞時(shí)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(xiàn)積熱損壞，每一個(gè)測試點(diǎn)測試完成之后，須將模塊冷卻到測試前的冷機(jī)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(jìn)行測試）。

判定標(biāo)準(zhǔn)：

模塊的電流極限必須滿足110%，合格，同時(shí)測試結(jié)果作為模塊設(shè)計(jì)的依據(jù)，否則不合格。

2、靜態(tài)高壓輸入

測試說明：

在靜態(tài)高壓時(shí)，PFC電路實(shí)現(xiàn)了過壓保護(hù)，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。

測試方法：

A、 按規(guī)格書要求將模塊輸入電壓調(diào)整為最大靜態(tài)耐壓點(diǎn)，運(yùn)行一小時(shí)。

B、 從最大靜態(tài)耐壓點(diǎn)開始，以10V/10min的速率向上調(diào)高輸入電壓，直至模塊損壞，記錄模塊損壞時(shí)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。

判定標(biāo)準(zhǔn)：

在上述A情況下，一次電源模塊不出現(xiàn)損壞或其他不正常現(xiàn)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(jié)果只作為參考，不作為判斷是否合格的標(biāo)準(zhǔn)。

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(hù)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(shè)計(jì)提供參考。

測試方法：

將模塊的溫度保護(hù)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(diǎn)，檢測模塊的溫度保護(hù)繼電器處的溫度，從模塊的最高環(huán)境溫度開始，以5℃/30min的速度逐漸升高環(huán)境溫度，直到模塊損壞為止。

記錄內(nèi)容：

記錄模塊損壞時(shí)，內(nèi)部各個(gè)關(guān)鍵器件的溫升，分析故障點(diǎn)；記錄溫度極限時(shí)的損壞情況，作為資料參考。

判定標(biāo)準(zhǔn)：

規(guī)格書定義的工作溫度上限，電源模塊屏蔽過溫保護(hù)，長時(shí)間滿載工作模塊不損壞，合格，否則不合格。

此項(xiàng)測試結(jié)果可以作為模塊設(shè)計(jì)的參考，判定的標(biāo)準(zhǔn)是看模塊損壞時(shí)的最高溫度與模塊繼電器把保護(hù)處的溫度的距離，如果兩者相差為負(fù)，則表示溫度繼電器保護(hù)功能沒有作用，如果兩者相差在6-10℃，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。

4、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(biāo)，以確定其裕量。測試產(chǎn)品在抵抗由于如高頻爐等設(shè)備產(chǎn)生的電網(wǎng)EFT發(fā)生的累積失效的能力。

測試方法：

A、 將EFT可抗擾性開路電壓設(shè)為規(guī)定等級電壓+500V，進(jìn)行沖擊擾性測試。

B、 以500V為一步進(jìn)電壓等級，重復(fù)A步驟，每一電壓等級試驗(yàn)按照標(biāo)準(zhǔn)的EFT測試方法進(jìn)行測試，記錄電源性能劣化及損壞的試驗(yàn)等級電壓值。

C、 確認(rèn)電源損壞部位，分析原因。

判定標(biāo)準(zhǔn)：

EFT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(qiáng)化試驗(yàn)

測試說明：

驗(yàn)證產(chǎn)品在存儲和運(yùn)輸過程中所能承受的高低溫沖擊極限。

（1）試驗(yàn)前按照有關(guān)規(guī)范進(jìn)行電氣性能和機(jī)械性能檢查，確保受試驗(yàn)樣品在進(jìn)行溫度沖擊試驗(yàn)前的電氣性能和機(jī)械性能正常。

（2）試驗(yàn)過程中樣品不通電，不進(jìn)行功能監(jiān)測。

（3）試驗(yàn)結(jié)束后通過目測等手段檢查機(jī)械性能是否正常，同時(shí)按《通信電源模塊基本性能測試規(guī)范》對電氣性能進(jìn)行測試應(yīng)滿足要求。

測試方法：

溫度沖擊測試步驟：

（1）試驗(yàn)前對受試樣品進(jìn)行機(jī)械性能和電氣性能檢查，保證樣品機(jī)械性能和電氣性能正常。

（2）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(yīng)留有足夠大的空間，以便于空氣流通。

（3）按要求選擇溫度沖擊試驗(yàn)條件。

（4）選定溫度沖擊試驗(yàn)從高溫開始，按啟動鍵啟動溫度沖擊試驗(yàn)。

（5）試驗(yàn)進(jìn)行設(shè)定的循壞次數(shù)后自動停止。

（6）試驗(yàn)結(jié)束后將樣品從溫度沖擊箱中取出，在常溫小恢復(fù)直至樣品溫度達(dá)到溫度。

（7）觀察試驗(yàn)后的樣品有無機(jī)械損壞并檢查電器性能有無異常。

（8）如果樣品發(fā)生上述的機(jī)械損傷或電氣性能指標(biāo)不符合相關(guān)規(guī)范，即認(rèn)為樣品也損壞，詳細(xì)填寫試驗(yàn)記錄表。

（9）對試驗(yàn)暴露的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，提出改進(jìn)措施。

（10）對樣品進(jìn)行修復(fù)或改進(jìn)，如沒有出現(xiàn)損壞，應(yīng)增加溫度沖擊量等級，取上表溫度沖擊試驗(yàn)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(yàn)，損壞樣品損壞。

判定標(biāo)準(zhǔn)：

樣機(jī)外觀，機(jī)械性能和電氣性能都正常，合格；否則不合格。

6、低溫步進(jìn)試驗(yàn)

測試說明：

驗(yàn)證樣品正常工作溫度下限和產(chǎn)品損壞溫度下限。

（1）實(shí)驗(yàn)前對受試樣品進(jìn)行機(jī)械性能和電氣性能檢查，確保樣品在進(jìn)行試驗(yàn)前的機(jī)械性能和電氣性能正常。

（2）試驗(yàn)過程中在保溫一段時(shí)間后通電進(jìn)行功能監(jiān)測。

（3）試驗(yàn)結(jié)果后進(jìn)行通過目測等手段檢查機(jī)械性能是否正常，同時(shí)按《通信電源模塊基本性能測試規(guī)范》對電氣性能進(jìn)行測試應(yīng)滿足要求。

測試方法：

（1）試驗(yàn)前對受試樣品進(jìn)行機(jī)械性能和電氣性能檢查，確保樣品在進(jìn)行試驗(yàn)前的機(jī)械性能和電氣性能正常。

（2）將樣品在無包裝，不通電的狀態(tài)下放置于溫箱內(nèi)，接好輸入輸出及測量引線，試驗(yàn)樣品和溫箱四壁之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)木嚯x，試驗(yàn)樣品不得對箱內(nèi)產(chǎn)生明顯的影響。

（3）將溫箱以最大變化速度降到溫度設(shè)定值，降溫過程中加風(fēng)扇使溫度達(dá)到均衡。

（4）將溫箱溫度達(dá)到設(shè)定溫度情況后，樣品在設(shè)定點(diǎn)保溫至少15min，模塊內(nèi)部溫度和環(huán)境溫度接近一致，本階段溫箱設(shè)定為等待模式。

（5）上電，開機(jī)，按照規(guī)范進(jìn)行基本性能測試，并監(jiān)測輸出電壓波形，并將觀察到的現(xiàn)象詳細(xì)填入記錄表。

（6）如果功能正常，進(jìn)行（7）步。如果任何一個(gè)監(jiān)測項(xiàng)目超標(biāo)或由異常，即認(rèn)為發(fā)生失效，記錄失效溫度T和失效現(xiàn)象。將溫度恢復(fù)到常溫足夠長的時(shí)間進(jìn)行功能監(jiān)測，如發(fā)現(xiàn)功能恢復(fù)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(yàn)報(bào)告中極限溫度，進(jìn)行（7）步；如果將溫度恢復(fù)到常溫足夠長的時(shí)間，如發(fā)生功能不能恢復(fù)正常，認(rèn)為試驗(yàn)的樣品已發(fā)生損壞，找到樣品損壞極限，填寫試驗(yàn)報(bào)告中極限溫度，即可停止試驗(yàn)，進(jìn)行（8）步。

（7）繼續(xù)降溫，重復(fù)（3）~（7）步直到找到樣品的損壞極限或達(dá)到溫箱的低溫極限。

（8）對樣品進(jìn)行失效模式分析，找到薄弱環(huán)節(jié)，并提出改進(jìn)措施。

（9）改進(jìn)后的樣品進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，保證改進(jìn)的有效性。

（10）用改進(jìn)后的樣品繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)，直到：

A、 達(dá)到溫箱的低溫極限

B、 出現(xiàn)非正常失效

C、 與同類產(chǎn)品比較認(rèn)為可以終止試驗(yàn)

D、 繼續(xù)改進(jìn)需花費(fèi)較大的成本，得不償失

注：（9）~（10）可根據(jù)實(shí)際情況確定是否進(jìn)行。

判定標(biāo)準(zhǔn)：

樣機(jī)外觀，機(jī)械性能和電氣性能都正常，合格；否則不合格。

7、高溫步進(jìn)試驗(yàn)

測試說明：

驗(yàn)證樣品正常工作溫度上限和產(chǎn)品損壞溫度上限。

（1）試驗(yàn)前對受試樣品進(jìn)行機(jī)械性能和電氣性能檢查，確保樣品在進(jìn)行試驗(yàn)前的機(jī)械性能和電氣性能正常。

（2）試驗(yàn)過程中在保溫一段時(shí)間后通電進(jìn)行功能監(jiān)測。

（3）試驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行通過目測等手段檢查機(jī)械性能是否正常，同時(shí)按《通信電源模塊基本性能測試規(guī)范》對電氣性能進(jìn)行測試應(yīng)滿足要求。

測試方法：

試驗(yàn)條件：

根據(jù)規(guī)格書，選擇最高工作溫度，以+10度作為第一次步進(jìn)的起點(diǎn)溫度，然后每次增加10度，找到高溫工作極限后改為5度。

低溫試驗(yàn)步驟：

（1）試驗(yàn)前對受試樣品進(jìn)行機(jī)械性能和電氣性能檢查，確保樣品在進(jìn)行試驗(yàn)前的機(jī)械性能和電氣性能正常。

（2）將樣品在無包裝，不通電的狀態(tài)下放置于溫箱內(nèi)，接好輸入輸出及測量引線，試驗(yàn)樣品和溫箱四壁之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)木嚯x，試驗(yàn)樣品不得對箱內(nèi)產(chǎn)生明顯的影響。

（3）將溫箱以最大變化速度升到溫度設(shè)定值，升溫過程中加風(fēng)尚使溫度達(dá)到均衡。

（4）將溫箱溫度達(dá)到設(shè)定溫度情況后，樣品在設(shè)定點(diǎn)保溫至少15min，模塊內(nèi)部溫度和環(huán)境溫度接近一致，本階段溫箱設(shè)定為等待模式。

（5）上電，開機(jī)，按照規(guī)范進(jìn)行基本性能測試，并監(jiān)測輸出電壓波形，并將觀察到的現(xiàn)象詳細(xì)填入記錄表。

（6）如果功能正常，進(jìn)行（7）步。如果任何一個(gè)監(jiān)測項(xiàng)目超標(biāo)或由異常，即認(rèn)為發(fā)生失效，記錄失效溫度T和失效現(xiàn)象。將溫度恢復(fù)到常溫足夠長的時(shí)間進(jìn)行功能監(jiān)測，如發(fā)現(xiàn)功能恢復(fù)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(yàn)報(bào)告中極限溫度，進(jìn)行（7）步；如果將溫度恢復(fù)到常溫足夠長的時(shí)間，如發(fā)現(xiàn)功能不能恢復(fù)正常，認(rèn)為試驗(yàn)的樣品已發(fā)生損壞，找到樣品損壞極限，填寫試驗(yàn)報(bào)告中極限溫度，即可停止試驗(yàn)，進(jìn)行（8）步。

（7）繼續(xù)升溫，重復(fù)（3）~（7）步直到找到樣品的損壞極限或達(dá)到溫箱的高溫極限。

（8）對樣品進(jìn)行失效模式分析，找到薄弱環(huán)節(jié)，并提出改進(jìn)措施。

（9）改進(jìn)后的樣品進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，保證改進(jìn)的有效性。

（10）用改進(jìn)后的樣品繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)，直到：

A、 達(dá)到溫箱的高溫極限

B、 出現(xiàn)非正常失效

C、 與同類產(chǎn)品比較認(rèn)為可以終止試驗(yàn)

D、 繼續(xù)改進(jìn)需花費(fèi)較大的成本，得不償失

注：（9）~（10）可根據(jù)實(shí)際情況確定是否進(jìn)行。

判定標(biāo)準(zhǔn)：

樣機(jī)外觀，機(jī)械性能和電氣性能都正常，合格；否則不合格。

8、絕緣強(qiáng)度極限試驗(yàn)

測試說明：

測試樣品所能承受的絕緣強(qiáng)度極限，得出極限數(shù)據(jù)。

測試方法：

在規(guī)格書規(guī)定的絕緣強(qiáng)度的基礎(chǔ)上逐步增加10%，得出樣品內(nèi)部絕緣擊穿或測試儀無法繼續(xù)輸出高壓。每個(gè)電壓等級需持續(xù)測試60s。

記錄內(nèi)容：

絕緣強(qiáng)度的極限值。

如有異常，記錄一切異常現(xiàn)象。

判定標(biāo)準(zhǔn)：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。