開關(guān)電源白盒測試規(guī)范

1、目錄1 目的.22 適用范圍.23 儀器設(shè)備.24 測試項目、測試目的、測試方法、判定標(biāo)準(zhǔn).24.1 名詞定義.24.2 輔助電源測試.2 輔助電源輸出電壓范圍.2 輸入電壓范圍.2 關(guān)鍵點波形.2 輸出電壓紋波噪聲.34.3 驅(qū)動電路測試.3 驅(qū)動電壓.3 驅(qū)動電壓波形.3 瞬態(tài)下驅(qū)動電壓波形.3 測試記錄表.44.4 功率器件應(yīng)力測試.4 電壓降額.4 測試記錄表.5 結(jié)溫降額.5 電流降額.54.5 驅(qū)動用三極管、啟動電路三極管電壓應(yīng)力測試.64.6 保護電路測試.64.7 磁性元件測試.6 電流波形.6 溫度降額.74.8 反饋環(huán)測試.74.9 PWM 控制芯片及外圍電路.74.10

2、均流電路.74.11 輸入輸出電容應(yīng)力及溫升測試.8 電容電壓應(yīng)力.8 電容電流應(yīng)力.8 電容溫升測試.85 相關(guān)文件.8修訂次修訂內(nèi)容修訂日期制定審核核準(zhǔn)A/0初次發(fā)布A/1更新優(yōu)化1 目的為規(guī)范產(chǎn)品驗證過程中白盒測試的測試項目、測試方法、判定標(biāo)準(zhǔn)等，特制定本文件。2 適用范圍本文件適用于產(chǎn)品驗證階段的開關(guān)電源樣機的白盒測試。3 儀器設(shè)備測試所需的設(shè)備均須為校驗合格的設(shè)備，其精度必須高于測試所要求的精度至少一位。4 測試項目、測試目的、測試方法、判定標(biāo)準(zhǔn)4.1 名詞定義以下為在此規(guī)范中用到的名詞：Vinmin： 最小輸入電壓Vinnom： 額定輸入電壓（額定輸入電壓可能有多個，若有多個額定電

3、壓時則每個額定電壓均需進行測試。）Vinmax： 最大輸入電壓Iomin： 最小輸出電流Ionom： 額定輸出電流4.2 輔助電源測試 輔助源輸出電壓范圍測試目的:測試輔助電源在整機各種工作狀態(tài)下的輸出電壓范圍，以確保輔助電源輸出電壓能夠滿足各個電路電源的要求。測試方法:1.輸入電壓分別為Vinmin,Vinnom, Vinmax，輸出負載分別為Iomin, Ionom 和輸出限流點以及輸出深度限流。2.在以上各種工作狀態(tài)下，分別測試輔助電源的電壓。判別標(biāo)準(zhǔn):整機在各種工作條件下，若電源的輔助電源為有源輔助電源，則輔助電源的輸出電壓變化率應(yīng)小于5%，若為無源輔助電源，則其輸出電壓應(yīng)滿足保護電路

4、及PWM 芯片對電源電壓的要求。 輸入電壓范圍測試目的測試輔助電源正常工作的輸入電壓范圍。測試方法在前面的輔助電源輸出電壓范圍測試中，將輸出電壓變化率最大的一路(對兩組或多組輔助電源而言)輸出作為監(jiān)測點；在負載為Iomin, Ionom 時調(diào)節(jié)輸入電壓，測試該路輔助電源輸出電壓。輸入電壓調(diào)節(jié)范圍要超出輸入欠壓和過壓保護點。判別標(biāo)準(zhǔn)在電源輸入電壓變化范圍內(nèi)，其輔助電源的輸出變化不應(yīng)超過±10%。如產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中對此有明確的規(guī)定，以產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)為準(zhǔn)。 關(guān)鍵點波形測試目的:測試各路輔助源電路的關(guān)鍵點在啟動時的電壓波形.。測試方法:1）對于有源輔助電源：分別在輸入欠壓恢復(fù)點啟動時測試輔

5、助源輸出電壓波形、PWM 控制芯片Isense 端及開關(guān)管驅(qū)動端波形，監(jiān)測是否出現(xiàn)輸出電壓過沖、開關(guān)管過流、及開關(guān)管驅(qū)動端波形異常等情況。2）對于無源輔助電源：在欠壓恢復(fù)點啟動時測試輔助源輸出電壓波形、以及啟動時輔助電源電路和正常工作時輔助電源電路切換時的輸出電壓波形。判別標(biāo)準(zhǔn)：上述各條件下輔助電源電路各關(guān)鍵點的電壓波形不應(yīng)出現(xiàn)異常。 輸出電壓紋波噪聲測試目的：測試輔助電源電路各路輸出的紋波噪聲電壓。測試方法：1）對于有源輔助電源，輸出額定線性負載情況下，分別在輸入電壓為最大、最小及額定情況下，用測試電壓紋波噪聲的方法測試輔助源輸出的紋波噪音，其紋波噪聲峰-峰值應(yīng)小于1%輔助源輸出電壓。2）對

6、于無源輔助電源，輸出額定線性負載情況下，分別在輸入電壓為最大、最小及額定情況下，用測試電壓紋波噪聲的方法測試輔助源輸出的紋波噪音，其紋波噪聲峰-峰值應(yīng)小于10%輔助源輸出電壓。判別標(biāo)準(zhǔn)：上述各條件下輔助電源各路輸出電壓的紋波噪音應(yīng)滿足要求。4.3 驅(qū)動電路測試 驅(qū)動電壓測試目的：MOSFET 的驅(qū)動方式為電壓驅(qū)動，但太高或太低的驅(qū)動電壓都不能使MOSFET 正常工作。所以要測試在各種工作條件下MOSFET 的驅(qū)動電壓大小是否符合要求。測試方法：用示波器分別測試在Iomin、Ionom、限流狀態(tài)、輸出短路、空載開關(guān)機、滿載開關(guān)機、短路開關(guān)機及輸入電壓為Vinmin、Vinnom、Vinmax 條

7、件下的驅(qū)動電壓。判別標(biāo)準(zhǔn)：驅(qū)動電壓應(yīng)滿足開關(guān)管的降額要求。 驅(qū)動電壓波形測試目的：測試在各種工作條件下驅(qū)動電壓波形是否正常。測試方法：測試MOSFET 在空載、輕載、半載、滿載、限流狀態(tài)及輸入電壓為Vinmin、Vinnom、Vinmax 條件下的驅(qū)動波形, 波形的上升和下降沿應(yīng)平滑, 開通中不應(yīng)有下跌,關(guān)斷后不會出現(xiàn)尖沖, 死區(qū)時間滿足設(shè)計要求。對比PWM 芯片輸出波形和驅(qū)動波形, 確認驅(qū)動波形和PWM 輸出波形一致。判別標(biāo)準(zhǔn)：上述各條件下各驅(qū)動電壓波形應(yīng)滿足要求。 瞬態(tài)下驅(qū)動電壓波形測試目的：測試在各種瞬態(tài)工作條件下驅(qū)動電壓及波形是否正常。測試方法：在瞬態(tài)條件下，如輸出突加滿載，突減滿載，

8、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，各種情況下開關(guān)機， 輸出短路放開的情況下驅(qū)動應(yīng)正常。由保護到恢復(fù)的過程中驅(qū)動應(yīng)正常。波形的上升和下降沿應(yīng)平滑，開通中不應(yīng)有下跌，關(guān)斷后不會出現(xiàn)尖沖，死區(qū)時間滿足設(shè)計要求，驅(qū)動波形不應(yīng)出現(xiàn)振蕩等現(xiàn)象。在Vinmin、Vinnom、Vinmax 重復(fù)上述測試。判別標(biāo)準(zhǔn)：上述各瞬態(tài)條件下，各驅(qū)動電路驅(qū)動電壓波形應(yīng)正常并能滿足電壓降額要求。 測試記錄表 輸入電壓（V） 負載條件Vin min.Vin nom.Vin max.降額（%）空載、穩(wěn)態(tài)（V）滿載、穩(wěn)態(tài)（V）限流、穩(wěn)態(tài)（V）輸出短路、穩(wěn)態(tài)（V）空載開關(guān)機（V）滿載開關(guān)機（V）短路開關(guān)機（V

9、）4.4 功率器件應(yīng)力測試 電壓降額測試目的：測試功率器件在其最大工作電壓情況下是否滿足降額條件。測試方法：分別在下列條件測試MOSFET（包括主開關(guān)管、輔助電源開關(guān)管、有源鉗位開關(guān)管、同步整流管）的Vds、Vgs 電壓波形，及整流、續(xù)流二極管兩端電壓波形, 確定最高電壓。最高電壓可能出現(xiàn)在以下一些條件下：1) 最大、最小電壓輸入時2) 空載、最大負載條件下3) 從穩(wěn)壓到限流轉(zhuǎn)換或從限流到穩(wěn)壓態(tài)的轉(zhuǎn)換4) 從空載突加負載到滿載或從滿載突卸負載到空載5) 輸出由空載到短路或由短路放開到空載6) 輸入最大、最小電壓（或0V）之間的跌落，輸出由空載到滿載的動態(tài)負載。7) 其它情況判別標(biāo)準(zhǔn)：各功率器件

10、應(yīng)滿足相應(yīng)電壓降額要求。 測試記錄表 輸入電壓（V） 負載條件Vin min.Vin nom.Vin max.降額（%）空載、穩(wěn)態(tài)（V）滿載、穩(wěn)態(tài)（V）限流、穩(wěn)態(tài)（V）輸出短路、穩(wěn)態(tài)（V）空載開關(guān)機（V）滿載開關(guān)機（V）短路開關(guān)機（V） 結(jié)溫降額測試目的：測試功率器件最大工作結(jié)溫，判斷是否滿足結(jié)溫降額條件。測試方法：測試最高環(huán)境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試常溫下的溫升T, 則器件的最高溫升為：Tcase max=Tenvmax+TTjmax=Tcasemax +P×RthTcase max: 最高殼溫;Tenvmax: 最高環(huán)境溫度Tjmax: 最高結(jié)溫;P

11、：器件的功耗Rth：從結(jié)到殼的熱阻器件最高溫升發(fā)生在器件的最大功耗時, 對于硬開關(guān)電路, 一般發(fā)生在最高電壓或最大電流處; 對于軟開關(guān)電路則可能發(fā)生在出現(xiàn)軟開關(guān)條件的最大電流處, 實際測試中要針對具體電路進行分析。判別標(biāo)準(zhǔn)：各功率器件應(yīng)滿足相應(yīng)結(jié)溫降額要求。測試結(jié)果的判定見WI-QA-40<<元器件降額規(guī)范>>. 電流降額測試目的：測試功率器件在其工作電壓范圍內(nèi)電流應(yīng)力是否滿足降額條件。測試方法：分別在下列條件下測試功率器件（包括主開關(guān)管、輔助電源開關(guān)管、有源鉗位開關(guān)管、同步整流管）Ids電流波形、及整流、續(xù)流二極管的電流波形。以下測試條件可能出現(xiàn)最大電流：1）Vinm

12、in、Vinnom、Vinmax2）滿載穩(wěn)態(tài)3）限流穩(wěn)態(tài)4）短路穩(wěn)態(tài)5）其它情況判別標(biāo)準(zhǔn)：各功率器件應(yīng)滿足相應(yīng)電流降額要求。4.5 驅(qū)動用三極管、啟動電路三極管電壓應(yīng)力測試測試目的：測試各三極管在其最大工作電壓情況下是否滿足降額條件。測試方法：分別在下列條件測試各三極管Vce 電壓波形, 確定其最大電壓：1) 最高電壓輸入時2) 最大負載條件下3) 從穩(wěn)壓到限流轉(zhuǎn)換或從限流到穩(wěn)壓態(tài)的轉(zhuǎn)換4) 從空載突加負載到滿載或從滿載突卸負載到空載5) 輸出由空載到短路或由短路放開到空載6) 輸入最大、最小電壓（或0V）之間的跌落，輸出由空載到滿載的動態(tài)負載。7) 其它情況判別標(biāo)準(zhǔn)：各三極管應(yīng)滿足相應(yīng)電壓降

13、額要求4.6 保護電路測試測試目的：測試保護電路的回差及邏輯轉(zhuǎn)換過程是否有振蕩，保護點的離散性，各器件的應(yīng)力。測試方法：1）分別測試輸入過欠壓到恢復(fù)、輸出過壓到恢復(fù)、輸出限流到正常態(tài)保護電路輸出波形，記錄保護電路輸出是否有振蕩。2）分別測試VinminVinmax、0Ionom、輸出限流狀態(tài)比較基準(zhǔn)的波形，記錄比較基準(zhǔn)是否穩(wěn)定。3）測試穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)（輸入過欠壓到恢復(fù)、輸出過壓到恢復(fù)、輸出限流到正常態(tài)）下各器件的應(yīng)力。判別標(biāo)準(zhǔn)：保護電路轉(zhuǎn)換過程中不應(yīng)有振蕩，回差應(yīng)足夠。比較基準(zhǔn)應(yīng)穩(wěn)定。器件的應(yīng)力應(yīng)符合有關(guān)降額規(guī)定。4.7 磁性元件測試 電流波形測試目的：測試磁性器件（變壓器，電感）在其最大工作電流

14、條件下的電流波形，判定其是否飽和。測試方法：分別在下列條件下測試磁性元件（變壓器，電感）電流波形, 確定最大電流和最大峰值電流, 最大的電流可能出現(xiàn)在以下一些條件下：1) 最低電壓輸入,最大功率輸出時。2) 最大負載條件下。3) 從穩(wěn)壓到限流轉(zhuǎn)換或從限流到穩(wěn)壓態(tài)的轉(zhuǎn)換。4) 從空載突加負載到滿載或從滿載突卸負載到空載。5) 輸出由空載到短路或由短路放開到空載。6) 輸入最大、最小電壓（或0V）之間的跌落，輸出由空載到滿載的動態(tài)負載。7) 其它情況。判別標(biāo)準(zhǔn)：各磁性元件不應(yīng)出現(xiàn)飽和現(xiàn)象。 溫度降額測試目的：測試磁性元件（變壓器，電感）在最高環(huán)境溫度最大工作電流情況下溫度是否滿足要求。測試方法：測

15、試各磁性元件最高環(huán)境溫度下最大電流( 銅損最大)條件下的溫度。測量磁芯最不易散熱的地方及繞組厚度的內(nèi)1/3 處的溫度，取其中最大值作為最高溫度的測量結(jié)果。如果上述測量難以實現(xiàn)，也可測量線包表面溫度，根據(jù)不同的冷卻方式進行修正：1）風(fēng)冷條件下，最高溫度=表面溫度+20；2）自然冷卻下，最高溫度=表面溫度+10；判別標(biāo)準(zhǔn)：高溫工作環(huán)境下不應(yīng)出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，最高溫度及最惡劣工作狀態(tài)下（最低輸入電壓，最大負載）磁性元件及線包上的最高溫度應(yīng)低于110。4.8 反饋環(huán)測試測試目的：測試環(huán)路穩(wěn)定性及瞬態(tài)性能指標(biāo)，以判定其設(shè)計的合理性。測試方法：每種主電路拓撲都有其典型的反饋校正網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),合適的校正網(wǎng)絡(luò)不但可以

16、得到穩(wěn)定的靜態(tài)性能,而且可以獲得良好的動態(tài)特性, 通過測試和調(diào)整可以獲得滿意的校正網(wǎng)絡(luò)。用示波器測試主開關(guān)管DS 電壓波形，可以判斷環(huán)路的穩(wěn)定性。開關(guān)電源的瞬態(tài)性能測試：輸出負載分別為Iomin、Ionom 時，使輸入電壓在Vinmin、Vinmax 之間跳變，測試輸出電壓響應(yīng)的過沖及恢復(fù)時間。輸入電壓分別為Vimin、Vinom、Vimax 時，測試開關(guān)電源動態(tài)負載響應(yīng)過沖及恢復(fù)時間。判別標(biāo)準(zhǔn)：主開關(guān)管DS 電壓波形應(yīng)穩(wěn)定，瞬態(tài)性能指標(biāo)應(yīng)滿足相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。4.9 PWM 控制芯片及外圍電路測試目的：通過分析、測試PWM 控制芯片及外圍電路，判斷設(shè)計是否合理。測試方法：測試軟啟動控制端電壓波形

17、開機后是否是逐漸上升的，關(guān)機后電容電荷是否及時放掉。關(guān)機重新開機后啟動控制端電壓波形。分析軟啟動控制電路是否合理，計算并測試所用的半導(dǎo)體器件正常工作時工作點是否適中，瞬態(tài)時的最大電壓電流波形。分析斜坡補償電路是否合理，計算并測試所用的半導(dǎo)體器件正常工作時工作點是否適中，瞬態(tài)時的最大電壓電流波形，補償量是否合適。測試斜坡補償波形是否正確。分析振蕩電路電阻電容的選擇是否合適，同時要考慮到PWM 芯片的驅(qū)動能力。測試振蕩頻率是否穩(wěn)定。分析測試PWM 芯片輸出驅(qū)動電流，要滿足相關(guān)的降額標(biāo)準(zhǔn)。判別標(biāo)準(zhǔn)：測試結(jié)果應(yīng)符合上述要求。4.10 均流電路測試目的：分析均流電路設(shè)計的合理性，測試均流性能指標(biāo)是否滿足

18、要求。測試方法：分析均流總線在工作中有無高壓出現(xiàn)，在啟動、掉電、熱插拔等情況下均流端的電壓情況；另外還應(yīng)關(guān)注均流總線是否外露，若是，則應(yīng)采用防靜電措施。均流性能測試：1）分別在額定輸出時調(diào)整兩電源輸出電壓，使其相差0.3V，均流精度應(yīng)優(yōu)于5%；2）并機時改變負載，在進入限流狀態(tài)、深度限流、以及限流放開時輸出電壓不應(yīng)出現(xiàn)振蕩現(xiàn)象（電壓波動應(yīng)小于2V）；3）并機時反復(fù)同時、不同時分別開關(guān)機，測試在空載、額定負載、輕度限流、以及深度限流狀態(tài)時能否正常開機啟動，不應(yīng)出現(xiàn)異常保護、輸出電壓振蕩（電壓波動大于2V）等現(xiàn)象，啟動結(jié)束后電源工作正常，均流精度應(yīng)優(yōu)于5%。判別標(biāo)準(zhǔn)：測試結(jié)果應(yīng)滿足上述有關(guān)要求。4.11 輸入輸出電容應(yīng)力及溫升測試 電容電壓應(yīng)力測試目的：測試輸入輸出電解電容在電源全工作范圍內(nèi)所承受的電壓應(yīng)力情況，以判定其設(shè)計的合理性。測試方法：利用示波器監(jiān)測輸入輸出電解電容在電源各種工作狀態(tài)下（包括起機、下電、負載和輸入電壓跳變等等情況）的電壓情況.判別標(biāo)準(zhǔn)：1耐壓應(yīng)符合器件降額的規(guī)定；2. 估算電解電容壽命滿足電源壽命要求或客戶要求； 電容電流應(yīng)力測試目的：測試輸入輸出電解電容在電