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电源测试系统的设计应注意哪些细节?

来源:作者:admin发表时间:2018-08-10 11:05:47

    电源并不是一个简单的小盒子,它相当于有源器件的心脏,源源不断的向元器件提供能量。电源的好坏,直接影响到元器件的性能。电源测试系统的设计、制造及品质管理等测试需要精密的电子仪器设备来模拟电源供应器实际工作时之各项特性(亦即为各项规格),并验证通过后才能投入使用。


    响应时间


    响应时间是指负载电流突然变化时,稳压器的输出电压从开始变化到达新的稳定值的一段调整时间。在直流稳压器中,则是用在矩形波负载电流时的输出电压波形来表示这个特性,称为过度特。


    失真


    失真这是交流稳压器特有的。是指输出波形不是正 波形,产生波形畸变,称为畸变。


    噪声


    按30Hz——18kHZ 的可听频率规定,这对开关电源的转换频率不成问题,但对带风扇的电源要根据需要加以规定。


    输入噪声


    为使开关电源工作保持正常状态,要根据额定输入条件,按由允许输入外并叠加于工业用频率的脉冲状电压(0——peak)制定输入噪声指标。一般外加脉冲宽度为 100——800us,外加电压 1000V。

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    浪涌


    这是在输入电压,以 1 分钟以上的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。通信设备等规定的数值为数千伏,一般为 1200V。


    静电噪声


    指在额定输入条件下,外加到电源框体的任意部分时,全输出电路能保持正常工作状态的一种重复脉冲状的静电。一般保证 5——10KV 以内。


    稳定度


    允许使用条件下,输出电压最大相对变化△Uo/Uo。


    电气安全要求(GB 4943-90)


    1. 电源结构的安全要求


    1) 空间要求


    UL、CSA、VDE 安全规范强调了在带电部分之间和带电部分与非带电金属部分之间的表面、空间的距离要求。UL、CSA要求:极间电压大于等于 250VAC 的高压导体之间,以及高压导体与非带电金属部分之间(这里不包括导线间),无论在表面间还是在空间,均应有 0.1 英寸的距离;VDE 要求交流线之间有 3mm 的徐变或 2mm 的净空隙;IEC 要求:交流线间有 3mm 的净空间隙及在交流线与接地导体间的 4mm 的净空间隙。另外,VDE、IEC要求在电源的输出和输入之间,至少有 8mm 的空间间距。


    2) 电介质实验测试方法(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的电流,在开关电源中主要是通过静噪滤波器的旁路电容器泄露电流。UL、CSA 均要求暴露的不带电的金属部分均应与大地相接,漏电流测量是通过将这些部分与大地之间接一个 1.5K 欧的电阻,其漏电流应该不大于 5 毫安。VDE 允许:用 1.5K 欧的电阻与 150nP 电容并接。并施加 1.06倍额定使用电压,对数据处理设备,漏电流应不大于 3.5 毫安。一般是 1 毫安左右。


    4) 绝缘电阻测试


    VDE 要求:输入和低电压输出电路之间应有 7M 欧的电阻,在可接触到的金属部分和输入之间,应有 2M 欧的电阻或加 500V 直流电压持续 1 分钟。


    5) 印制电路板要求


    要求是 UL 认证的 94V-2 材料或比此更好的材料。


    2. 对电源变压器结构的安全要求


    1) 变压器的绝缘


    变压器的绕组使用的铜线应为漆包线,其他金属部分应涂有瓷、漆等绝缘物质。


    2) 变压器的介电强度


    在实验中不应出现绝缘层破裂和飞弧现象。


    3) 变压器的绝缘电阻


    变压器绕组间的绝缘电阻至少为 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,不应出现击穿、飞弧现象。


    4) 变压器湿度电阻


    变压器必须在放置于潮湿的环境之后,立即进行绝缘电阻和介电强度实验,并满足要求。潮湿环境一般是:相对湿度为 92%(公差为 2%),温度稳定在 20 到 30 摄氏度之间,误差允许 1%,需在内放置至少 48 小时之后,立即进行上述实验。此时变压器的本身温度不应该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的要求


    6) UL、CSA 关于变压器温度特性的要求。


    注: IEC——International ElectrotechnICal Commission


    VDE——Verbandes Deutcher ElectrotechnICer


    UL——Underwriters’ 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


    电磁兼容性试验


    电磁兼容性试验(electromagnetIC compatiblity EMC)


    电磁兼容性是指设备或系统在共同的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的电磁干扰的能力。


    电磁干扰波一般有两种传播途径,要按各个途径进行评价。一种是以波长长的频带向电源线传播,给发射区以干扰的途径,一般在 30MHz 以下。这种波长长的频率在附属于电子设备的电源线的长度范围内还不满 1 个波长,其辐射到空间的量也很少,由此可掌握发生于电源线上的电压,进而可充分评估干扰的大小,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的噪声源电压进行评价,就与实际干扰不符。因此,采用了通过直接测定传播到空间的干扰波评价噪声大小的 方法,该噪声就叫做辐射噪声。测定辐射噪声的方法有上述按电场强度对传播空间的干扰波进行直接测定的方法和测定泄露到电源线上的功率的方法。


    电磁兼容性试验包括以下试验:


    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的不希望有的响应程度。敏感度电平越小,敏感性越高,抗扰性越差。固定频率、峰峰值的磁场


    ② 静电放电敏感度:具有不同静电电位的物体相互靠近或直接接触引起的电荷转移。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:包括尖峰信号敏感度(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:对造成设备降级的辐射干扰场的度量。(14K-1GHz,电场强度为 1V/M)


    ⑤ 传导敏感度:当引起设备不希望有的响应或造成其性能降级时,对在电源、控制或信号线上的干扰信号或电压的度量。(30Hz-50KHZ 3V ,50K-400M 1V)


    ⑥ 非工作状态磁场干扰:包装箱 4.6m 磁通密度小于 0.525uT,0.9m 0.525Ut。


    ⑦ 工作状态磁场干扰:上、下、左、右交流磁通密度小于 0.5mT。


    ⑧ 传导干扰:沿着导体传播的干扰。10KHz-30MHz 60(48)dBuV。


    ⑨ 辐射干扰:通过空间以电磁波形式传播的电磁干扰。10KHz-1000MHz 30 屏蔽室60(54)uV/m。


    环境实验


    环境试验是将产品或材料暴露到自然或人工环境中,从而对它们在实际上可能遇到的贮存、运输和使用条件下的性能作出评价。包括低温、 高温、恒定湿热、交变湿热、 冲撞(冲击和碰撞)、振动、恒加速、贮存、长霉、腐蚀大气(例如盐雾)、砂尘、空气压力(高压或低压)、温度变化、可燃性、密封、水、辐射(太阳或核)、 锡焊、接端强度、噪声(微打65DB)等。