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电源测试中的常规功能测试

发布时间:2018-07-17

以下详细讲解电源测试中的常规功能测试

1、   输入电压范围和过/欠压点以及半载转换点

测试说明:

交流输入(单相)电话范围:额定值的85%~110%范围内应能正常工作;交流380V输入(三相)变化范围:额定值的85%~110%范围内应能正常工作。

输入在额定值的85%和110%时,满载应能起机满载:即输入的过/欠压恢复点应整定在额定值的85%~110%之外。

对于我公司的一次电源产品,模块的输入电压范围规定为欠压保护点和过压保护点之间,在该输入电压范围的下限点上,不要求模块能够起机。

对于三相模块,过压保护点为过压保护时,三相电压中最高一相的电压值,欠压保护点为模块欠压保护时,三相电压中最低的一相电压值。注:此范围应为满足的基本标准(电力电源:DL/T 781;通信电源:YD/T 731 标准),具体范围以规格书和企业标准为准。

测试方法:

采用纯净电压源,调节交流输入电压为220V,让模块启动并正常工作。

额定输出最小负载下,调节交流输入电压,使其逐步升高,直到模块输入过压报警关机,记录此电压值为过压保护点;在调节交流输入电压,使其逐步降低,直到模块重新开机正常工作,记录此值为交流输入过压恢复点。

额定输出满载下,调节交流输入电压,使其逐步降低,直到模块输出欠压报警关机,记录此电压值为欠压保护点;再调节交流输入电压,逐步升高输入电压,直到模块重新开机正常工作,记录此值为交流输入欠压恢复点。

注意:对于限功率模块,在额定输出半载下测试模块输入欠压点。

先让模块在额定输入情况下在满载正常工作,调节输入电压,使其逐步降低,直到模块限功率输出,记录此时的输入电压为半载转换点。然后调节输入电压,使其逐步增加,直到模块能够恢复到满载输出,记录此时的输入电压为半载转换恢复点。

判断标准:

符合测试说明,合格;否则不合格。

2、   负载效应、源效应和稳压精度

测试说明:

负载效应:交流输入电压为额定输入电压,因为变换负载引起的输出电压波动不超过输出电压整定值的±0.5%。

源效应:额定输出电流的情况下,输入电压变化时引起输出电压的波动,要求电压调整率不超过±0.1%。

稳压精度:不同交流输入电压和负载进行组合,各种情况下的直流输出电压与输出电压的整定值的差错不应该超过输出电压整定值的±0.6%。

此标准为应满足的基本指标,具体范围以规格书和企标为准。

测试方法:

输入电压为额定值,输出电流在5%~100%变化,记录5%负载时的输出电压V1,负载50%的输出电压V0,负载100%时的输出电压V2。

计算取(V2-V0)/V0,(V0-V1)/V0中较大者。

源效应:调节输出电流,使模块满载输出;调节输入电压在全输入电压范围内变化,记录额定输入时的输出电压V0,下限输入电压时的输出电压V1,上限输入电压时的输出电压V2。

计算取(V2-V0)/V0,(V0-V1)/V0中较大者。

对于超宽电压模块,测试时输入电压上下限定为系统过压保护点和模块低压输入开始限功率点的输入电压。

稳压精度:测量额定输入电压和半载整定电压V0,输入在最低输入电压到最高输入电压在额定值变化,负载电流在5%~100%范围内变化时测定输出最大偏离时的电压值V1;计算(V1-V0)/V0,即为稳压精度。

注:为了提高测试效率,稳压精度、负载效应、源效应可以一起测试,测试时,按照附录的测试表格测试相关的量,最后按照各自的计算方法计算即可。

判定标准:

符合测试说明,合格;否则不合格。

3、   输出电压范围和输出过欠压点

测试说明:

在额定输入电压,各种负载输出的情况下,分别调节输出电压,测量输出的电压调节范围。

在额定输入电压,空载输出的情况下,测量输出欠压告警点,欠压告警恢复点和输出过压点。输出过压时模块应能锁定输出。

测试方法:

输出电压范围:

调节输入电压为下限值,调节输出电流为额定输出电流,调节输出电压,记录输出电流为额定值时的最高输出电压就为直流输出电压的上限;

调节输入电压为上限值,调节输出电流为5%额定电流,调节输出电压,记录输出电流为5%额定值时的最低输出电压为输出电压下限。

输出过欠压点:

调节输入电压为额定值,调节输出为空载,调节输出电压,直到出现模块输出欠压告警,此时的输出电压为输出欠压点。然后调节输出电压,使其慢慢地增加,直到模块的欠压告警消失,此时的输出点呀点就为欠压恢复点。

调节输入电压为额定值,调节输出为空载,用可调电压源串联二极管接到模块的输出端,调节直流电压源,使其电压增加,直到模块输出过压关机,此时模块输出端的电压为输出过压点。过压后,关掉直流电压源,观察模块是否能自动恢复;如果模块无法自动恢复正常,关断交流电,让模块所有的显示熄灭,然后重新上电,观察模块是否能够正常工作。

判定标准:

符合测试说明,合格;否则不合格。

4、   起动冲击电流

起动重界电流指起机时电网对模块输入电容充电的电流,在有些情况下,由于X、Y电容造成的尖峰电流其脉宽窄不记为冲击电流。

在额定输入电压,输出电压为浮充上限值,满载输出的情况下,测量输入的起动冲击电流,要求输入起动冲击电流峰值≤额定输入条件下最大稳态输入电流有效值的150%。

测试方法:

在额定输入电压,输出电压为浮充上限值,满载输出的情况下,测量输入的起动冲击电流,利用电流探头和示波器的触发功能,测量输入的冲击电流,至少测试5次,取最低的一次作为测试结果。

判定标准:

符合测试说明,合格;否则不合格。

5、   开关机过冲

测试说明:

输入全电压范围,输出各种负载条件下,要求开关机过冲电压幅度≤输出整定电压值的±10%。

测试方法:

在输入全电压范围,输出各种负载条件下,用模块前空开作为开关,利用示波器触发功能测量输出电压在开机时的过冲波形和关机时的过冲波形。然后用示波器的测量功能(measer-》select measure-》overshot),直接读出开关机过冲幅度,要求开关机过冲幅度均不能超过输出整定电压值的±10%。

判定标准:

符合测试说明,合格;否则不合格。

6、   负载动态响应

测试说明:

输入、输出电压为额定值,输出负载在额定值的25%-50%-25%和50%-75%-50%变化,恢复时间≤200us时,输出电压的超调量≤输出电压整定值的±5%;恢复时间≥200us,输出电压的超调量≤输出电压整定值负载调整率。

注:恢复时间是指直流输出电压变化量上升至大于稳压精度处开始,会至小于等于并不超过稳压精度处止的这段时间。

测试方法:

输入为额定电压,输出整定在屋顶之,利用电子负载的恒流模式设置跳变来实现输出负载的跳变,对于某些大功率模块,可采用并联固定负载的方法实现如50%到75%负载跳变,可以用50%固定负载,再用电子负载实现0到25%跳变,用示波器测量输出电压的变化。

判定标准:

符合测试说明,合格;否则不合格。

7、   缺相和相不平衡测试

测试说明:

断开电网的任一相,模块应该能够关机或保护且显示缺相并报警;缺相恢复后模块应能够自动恢复。

三相电网出现相不平衡时,相不平衡电压达到规格书或企标的规定时,模块应能够关机保护且显示报警;相不平衡恢复后模块应能够自动恢复。

测试方法:

利用三相AC SURCE电源对模块供电,调节三相电压源为额定输入电压,模块为额定输出电压和额定输出电压,分别实现缺相,恢复,测试模块的缺相保护功能。

调节三相电压源为额定输入电压,模块为额定输出电压和额定输出电流,分别调节某相电压逐渐下降,直到模块关机保护,并由相应报警,在逐渐升高该相电压,模块能自动恢复。

判定标准:

符合测试说明,合格;否则不合格。

8、   输出外特性

测试说明:

测试模块在额定输入电压,浮充状态下的输出外特性曲线。

测试方法:

调节输入电压为额定电压,输出电压为浮充电压,输出负载为空载,不断的增加负载,记录在每一个输出负载下,模块的输出电流和输出电压,当模块输出到了限流以后,继续增加负载和记录模块的输出电压、电流,直到模块的输出小于10V为止,测试完毕以后,画出模块的输出电压和电流的关系曲线,就是输出外特性曲线。

判定标准:

符合测试说明,合格;否则不合格。

9、   效率和功率因素曲线

测试说明:

常温下,测试额定输入电压,输出为浮充电压时,从轻载到满载时的效率曲线和功率因素曲线。测试满载输出,输入电压从最低到最高范围内变化时的效率曲线和功率因数曲线。结果做作为热设计的参考,和作出电压的损耗曲线。

测试方法:

调节输入电压分别为额定电压,输出为浮充电压,调节输出负载,分别记录输入功率,输出功率。

调节输出为满载,输入电压从最低到最高变化,分别测量输入功率、功率因数、输出功率,计算效率,作为效率和功率因数曲线。

注意:1、测试时,先让模块带满载工作半小时后进行测试;2、测试输出电压摇要用FLUKE45,测试输出电流要用0.2级的分流器,以保证测试的准确性。

判定标准:

符合测试说明,合格;否则不合格。

10、模块内监控电压的设置精度

测试说明:

对于内部有监控控制的模块,当用监控测试软件设置模块的输出电压时,设置值与模块的实际输出电压自查应小于±0.1V。

测试说明:

调节模块的输入为额定电压,输出负载为半载,通过ADAM模块或OCI-6模块将待测模块与计算机相连,打开监控测试软件,调测计算机与模块之间的通信,使之正常,用计算机调节模块的输出电压,从规格书要求的最低输出电压开始调节到最高输出电压,步长为1V,同时测量并记录模块的实际输出电压,计算实际输出电压与设置电压之差应小于规格书的要求。

判定标准:

符合测试说明,合格;否则不合格。

11、模块内监控温度测试精度、风机调速、过温保护测试

测试说明:

测试精度:对于模块内有监控测量温度功率的软件,用监控测试软件测量模块的测温精度应满足规格书的要求或企标的要求,一般要求小于2度。

风速调速:对于风冷模块,如果才哟嘎了软件调速技术,那么模块的风扇调试过程必须满足规格书或企业的要求。

过温保护:对于有过温保护的模块,模块的过温保护点和恢复点必须满足规格书或企标的要求。

测试方法:

以上三个测试项目可以同时进行测试,测试方法如下:

首先,打开模块,将单点测温仪或多点测量仪的其中一根热电偶粘在模块的测温点,将模块按照好;然后,用万用表的直流电压档接在模块的风扇工作电压的测试点上,以便测试你可风扇的工作电压;调节模块的输入电压为额定值,输出负载为空载,接上监控单元,使得模块跟监控单元之间通讯正常。

调节模块的输出负载为满载,让模块工作,模块温度不断的上升,记录监控单元显示的模块温度和测温仪的测量温度,记录步长为1℃,两者之差即为测温精度。同时观察风扇的电压,记录风扇起转的电压以及对于的温度,以及记录风扇的不同的档位上的温度和对应电压;为了让模块能够达到过温保护点,可以用一个电风吹,用热风不断的吹模块的散热片,使得模块温度迅速上升,直到模块过温保护,记录过温报表的温度点;过温保护后,模块关机,温度下降,直到模块恢复正常工作,记录此时温度点即为过温恢复点。

判定标准:

符合测试说明,合格;否则不合格。

12、模块内监控电压和监控电流测量精度测试

测试说明:

对于内部有监控控制的模块,当用监控控制软件测量模块的输出电压和输出电流时,监控电压测量精度应≤0.1V,监控电流测量精度应≤±2A。

测试方法:

监控电压测量精度:输出负载为50%负载,用监控测试软件调节模块的输出从最低直到最高值之间变化,步长为1V,用万用表FLUCKE45测量模块的时间输出电压值,将该值与监控测试软件上测量的电压值进行比较,两者之差为△V,监控电压测量精度按以下公式计算:

监控电压测量精度=△V/模块实际输出电压。

监控电流测量精度:输出电压为浮充电压值,从最低负载开始按适当的步长调节负载,使输出电流逐步增加到最大输出电流,用0.2等级的分流器和万用表FLUKE45测量模块的实际输出电流值,将该电流值与监控测试软件测得的电流值相减结果为△I,监控电流测量精度按如下公式计算:

监控电流测量精度=△I/额定输出电流。

判定标准:

符合测试说明,合格;否则不合格。

13、均流性能测试

测试说明:

测试模块并机工作时的均流性能。并机工作时应能做到按比例均分负载,模块在50%-100%表称输出电流范围内其均分负载的不平衡度不得超过直流输出电流表称值的5%。注意试验中不应出现电压攀升现象,输出电压不超过企标或规格书的要求

测试方法:

(1)分别在半载下整定模块输出电压,使两模块输出电压存在电压差,两模块输出并联,插上均流线,并机工作;负载在全范围变化,用0.2等级的分流器分别测量并记录两模块的输出电流,以测量模块的均流性能。均流度的计算公式如下:

           [I1-(I1+I2)/2]/IE,    [I2-(I1+I2)/2]/IE

取两者中较大的为均流度。其中I1为模块1的实际电流,I2为模块2的实际电流,IE为模块的额定电流。

(2)调节两模块的压差,直至两模块的电流差达到5%,断开均流,测量两模块半载下的电压值,将两电压相减得到的电压差△V就是模块不均流的最小电压差。假如电压差△V小于(模块额定输出*稳压精度),则模块在实际的使用中,会存在不均流的情况。

(3)均充电压下,测量两模块的电流值,应能均流,模块输出电压稳定,不应出现震荡或啸叫等现象。

应注意试验过程中一个模块关机,另一个模块反复关机情况下,是否出现不正常现象。

判定标准:

符合测试说明,合格;否则不合格。

14、限流及短路性能测试

测试说明:

(1)限流

在全输入电压范围内,模块输出负载增加时,模块进入限流状态应能保持输出电流稳定,输出电压下降。模块限流特性为分档限流和无极限流

(2)短路

在深度限流时的特定影响模块的开机和短路性能,应充分注意;深度限流的特性属于哪一种A:回缩 B:恒流 C:外拖

测试方法:

(1)在额定输入电压,额定输出电压状态下,不断增加输出负载,当输出电压超过规格书或企标规定的稳压精度范围,输出电流基本不变时的电流为限流点;变换输入电压,在最高工作电压和最低工作电压下,重复测试限流点。

对于设计为输出限功率模块或低压输入时输出限功率模块应充分注意其特性,试验时根据规格书或企标的要求加以修正。

(2)在深度限流时,输出电压低于某一值时,继续减小输出负载电阻值,测试输出电流变化,区分短路的特性;特别注意有外拖特性的电源其外拖电流值与输出整流二极管的选取要一致。有输出短路要求的电源应注意,对采用初级限流特性的电源短路时存在振荡现象,有输出短路要求时,在各种电压条件下多次短路不应损坏,长时间短路电源应能稳定工作在短路回缩点。

判定标准:

符合测试说明,合格;否则不合格。

15、限流精度测试

测试说明:

对于无极限流模块,模块的输出电流限流点可以通过监控单元或后台软件进行调节,限流调节步长和限流精度参见产品开发规格书或企标。

测试方法:

调节模块的输入为额定输入,模块的输出电压为浮充电压,输出带108%的负载,用监控测试软件或监控单元从最大电流点开始以规格书规定的步长调节模块的限流点,用0.2等级的分流器测量模块的实际输出电流,并计算模块的输出电流和后台软件或监控单元设置的限流点之差值,该值应小于产品开发规格书或企标规定的精度要求。

判定标准:

符合测试说明,合格;否则不合格。

16、起动时间

测试说明:

在额定输入电压、输出电压和额定负载条件下,模块从交流输入电压开始输入到输出电压上升到稳定的额定输出电压为止的时间,就是起动时间,一般要求为3~8s。

测试方法:

调节模块的输入电压、输出电压为额定值,输出负载为满载,合上交流输入空开,用双通道示波器分别测量输入电压和输出电压,测试输入电压建立和输出电压上升稳定到额定输出电压的时间为起动时间。测试时,可以采用触发方式,或者使用非触发方式,采用适当的量程,捕捉从起动到输出电压稳定的整个过程的波形,然后用示波器的cursor功能测试输入电压建立和输出电压上升到额定输出电压的时间,就是所需测试的起动时间。

判定标准:

符合测试说明,合格;否则不合格。

17、温度系数测试

测试说明:

测试在不同的环境温度,额定输入电压,额定输出电压,满载输出情况下的电压飘移,要求在规格书或企标规定的工作温度范围内,温度系数不超过0.2%/℃

测试方法:

分别在不同温度上限和温度下限的环境温度下,测试额定电压输入、额定电压和额定电流输出情况下的输出电压V1和V2,计算温度系数

|(V1-V0)/(V0*(T1-T0))|

|(V2-V0)/(V0*(T2-T0))|,取较大值。

V0、V1、V2分别为常温、高温、低温额定输入负载时输出电压,T0、T1、T2分别为常温、高温、低温时环境温度。

判定标准: 

符合测试说明,合格;否则不合格。

18、负载突变特性  

测试说明: 

测试以下负载突变情况下的输出特性 

(1)模块输出突加,突减负载  

(2)输出从限流态到恒压的转换  

(3)输出从空载到短路 

(4)短路开机后放开

(5)负载在空载到满载多次跳变  

(6)从深度限流到空载多次跳变  

测试方法: 

(1)输出从空载突加100%负载,输出从满载到空载(跳变时间5ms,Tr和Tf为1A对应20us),测试输出电压波形。模块不应出现振荡,输出电压的过冲不超过整定值的10%。

(2)调节输出从5%负载到110%负载之间跳变(跳变时间5ms,Tr和Tf为1A对应20us),模块从限流态到恒压态的转换过程应平缓,不应有异常的啸叫。

(3)各种输入电压下(低压、高压、常压),输出多次(大于3次)从空载到短路,电源不应损坏。

(4)输出短路后开机,模块应能稳定在短路回缩点,不损坏;放开短路后应能稳定起机,正常工作。

(5)开机后,用示波器监测输出电压,输出在5%负载到满载多次跳变,然后切换到满载后,输出应稳定到额定输出电压范围,不应出现振荡等其他现象。

(6)开机后,用示波器监测输出电压,输出在空载到深度限流多次跳变,输出应稳定到额定输出电压范围,不应出现振荡等其他现象,不应出现损坏的现象。

判定标准: 

符合测试说明,合格;否则不合格。 

19、温度保护性能(对于自然冷却的模块使用)

测试说明:

对于自然冷却模块,测试温度保护设计的正确性。过温保护点和恢复点必须能够满足规格书或企标的要求。

测试方法:

方法一:模块置于高温箱中通电运行,同时测试模块测温点的温度。高温试验后以2-5℃不断升高高温箱温度,并保持一段时间直到模块过温保护,记录此时的温度,过温保护前模块不应损坏;降低高温箱温度,模块温度降低后,应能自动开机,记录模块恢复工作时的温度,即为过温保护恢复点,恢复点和过稳点之间必须有回差,回差应满足规格书或企标的要求。

方法二:将热电偶粘在模块的温度探头的地方,测试模块的温度,调节模块的输入输出,使得模块在额定的情况下工作,这时候,通过吹风机用热风吹散热片,使得模块的温度不断升高,直到模块过温保护,记录此时的温度,就是模块的过温保护点,模块过温保护前,模块不能损坏;此后,停止吹风,让模块的温度下降,模块恢复应该能够自动恢复工作,让模块恢复工作时的温度,即为过温保护恢复点,恢复点和过温点之间必须有回差,回差应满足规格书或企标的要求。

方法三:拔去温度探头,换上可调电阻,调节可调电阻,改变温度采用电路的输入电压,模拟温度的变化,通过监控单元或后台软件读取温度的数值,调节可调电阻,模拟模块温度不断上升的情况,知道模块过温保护,记录此时的监控单元或后台软件显示的温度,就是过温点。此后调节电位器,让模块的温度下降,模块恢复应该能够自动恢复工作,记录模块恢复工作时的温度,即为过问保护恢复点,恢复点和过稳点之间必须有回差,回差应满足规格书或企标的要求。

判定标准:

符合测试说明,合格;否则不合格。

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