1、开关电源黑盒测试规范资料MOSO开关电源黑盒测试规范文件编号WI-RL-001文件版本A/ 1制定部门可靠性实验室实验室管理体系二级文件制定日期2010-5-27页 码第1 / 14页1.目的 22.适用范围 23.测试所用仪器与设备 24.测试基本原则及判定准则 24.1测试基本原则 24.2不合格项目分类 25.测试内容和方法 25.1最大输入电流 25.2交叉调节测试（交调测试） 35.3电压调整率（源效应） 35.4负载调整率（负载效应） 35.5稳压精度 45.6 效率 45.7最大空载功耗 45.8输出纹波与噪声 45.9容性负载特性 65.10输入电压范围 65.11启动冲击电流
2、 65.12动态响应 75.13开关机过冲 75.14输出电压上升时间及下降时间 85.15开机延时（启动延时） 85.16 关机延时（保持时间） 95.17输入过压、欠压及其恢复 95.18输出过压保护 95.19输出限流保护 105.20输出短路保护 105.21 过温保护 105.22温度系数 115.23工作频率 115.24均流性能测试（对有均流电路的电源） 115.25 并机测试（对使用在 1+1备份的定制电源） 115.26绝缘强度 125.27绝缘电阻 135.28泄漏电流 135.27接地电阻 136环境试验 136.1高、低温带电工作试验 147.引用和参考文件 15修订次
3、修订内容修订日期制定审核核准A/0初次发布2010-5-13陈超A/1更新优化2011-5-17MOSD开关电源黑盒测试规范文件编号WI-RL-001文件版本A/ 1制定部门可靠性实验室实验室管理体系二级文件制定日期2010-5-27页 码第2 / 14页1.目的为规范产品验证过程中电源的基本电气性能的测试方法，特制定本文件。2.适用范围本测试规范适用于验证中心对开关电源的验证测试。3.测试所用仪器与设备测试所需的设备均须为校验合格的设备，其精度必须高于测试所要求的精度至少一位。4.测试基本原则及判定准则4.1测试基本原则4.1.1.以测试规范，产品规格书依据，以测试数据为准则，尽可能及早的发
4、现设计缺陷。4.1.2.测试工作不受开发工程师或市场人员及其他干扰，独立按测试流程进行。4.1.3.测试过程中若发现问题比较严重且比较多，可直接将该产品退回给相应的开发工程师。4.1.4.测试过程中，若样机有问题，但不影响测试的正常进行，则需测完样机的全部项目。4.2不合格项目分类4.2.1致命问题安规测试不合格； 导致电源损坏的所有项目。4.2.2严重问题技术指标未达到规格书的要求； 抗干扰性指标未达到规格书要求。4.2.3一般问题测试中指标的裕量不足。4.2.4讨论问题研究性测试未合格项目； 产品规格书中未界定的项目。5.测试内容和方法说明：以下测试方法，如与国标或邮标等通用测试方法有出入
5、的则以国标、邮标为准；测试项目以产品规格书规定的为准，产品规 格书有要求的项目为必测项目产品规格书未要求的项目可不测试；测试条件如果产品规格书有规定 ，则以产品规格书为准；当客户对测试项目和测试方法等有特别要求时，以客户的要求为准；输入全电压范围是指输入由最低输入电压到最高输入电压连续调 节，但数据只需记录最低输入电压，额定输入电压，最高输入电压的情况。输岀全负载范围是指输岀负载由最小负载到额定负载 连续调节，但数据只需记录最小负载，半载，额定负载的情况。高温低温分另U指产品规格书中的工作温度的上限和下限。测试输 入电源的频率要求为最小输入电压时 47Hz （当设备能力达不到47 Hz时按设备
6、能达到的最小频率输入）、最大输入电压时 63Hz、额定高电压输入时为50 Hz、额定低电压输入时为60 Hz。5.1最大输入电流测试说明：在电源正常工作电压范围内，流入电源的最大电流。测试方框图：图1测试方法:MOSO开关电源黑盒测试规范文件编号WI-RL-001文件版本A/ 1制定部门可靠性实验室实验室管理体系二级文件制定日期2010-5-27页 码第3 / 14页1.先如图1布置好测试电路。2.在电源正常工作电压范围内，输入最低电压。3.电源所带负载为额定负载。4读取电参数测量仪上输入电流的数值，此即为最大输入电流。5.此项在咼、低、常温均需测试。判定标准：最大输入电流超标： 严重问题5.
7、2交叉调节测试（交调测试） 测试说明：在多路输出的电源中，当其中一路负载发生变化时，会影响其他各组的输出，此项测试即为衡量一 路输出负载变化时对另一路的影响。测试方法：1.如图1连接好测试电路。2.输入电压为额定输入电压。3.输出带载条件为，各路小载，半载及满载的相互组合。4.记录下各种负载组合的下的输出电压。5.再将记录的某路输出电压数值代入下列公式，即可算出该路输出的交叉调整率：交叉调整率=（MAX|Vohalf-Vo| ） /Vohalf x 100%Vohalf : 所有输出均带半载时，此路的输出电压值Vo :各种负载组合下该路的输出电压6.此项在咼、低、常温都需测试。判定标准：交叉调
8、整率超标： 严重问题5.3电压调整率（源效应）测试说明：输入电压变化对输出电压的影响程度。在额定负载下，输入电压从最小值到最大值变化时，输出电 压与满载整定值的最大相对误差。测试方法：1.如图1连接好测试电路。2.负载电流为额定值（满载电流），输入电压为额定值时，测出稳定输出电压 Uo;3.负载电流为额定值时，测试输入电压从最小值到最大值（输入电压在正常工作电压范围内变化）时 的输出电压的最大值或最小值 U,则电压调整率的值计算公式如下：电压调整率=（MAX U-Ub I） / U o X 100%4.此项在咼、低、常温都需测试。判定标准：电压调整率超标： 严重问题5.4负载调整率（负载效应）
9、测试说明：输出负载电流改变时，输出电压与半载整定值的最大相对误差。测试方法：1.按图1连接好测试电路；2.输入电压为额定值，负载电流为额定值的一半，测出输出电压整定值 UO;3.输入电压为额定值，负载电流在额定值（满载）与最小值（小载）之间变化，测试出电源稳定输出电 压的最大值或最小值U则负载调整率计算公式如下：负载调整率=（MAX U- U0 I） / U 0 *100%4.此项在咼、低、常温都需测试。MOSO开关电源黑盒测试规范文件编号WI-RL-001文件版本A/ 1制定部门可靠性实验室实验室管理体系二级文件制定日期2010-5-27页 码第4 / 14页判定标准：负载调整率超标； 严重
10、问题5.5稳压精度 测试说明： 输入电压及输出负载大小同时变化时对输出电压的影响程度。 测试方法：1按图1连接好测试电路。2.在输入电压为最小电压，额定电压，最大电压时，分别记录下负载为空载，半载，满载时对应的输 出电压U;3.根据以上的记录数据，再按下面的计算公式：稳压精度=(MAX U-UO |) /Uo X 100%U:在全电压全负载范围内的输出电压值Ub：半载整定值(输入电压为额定值，输出电流为半载时的输出电压值 )4.咼、低、常温都需测试。判定标准：稳压精度超标： 严重问题5.6效率 测试说明： 电源把其输入功率转换为有效输出功率的能力。测试方法：1.先如图1布置好测试电路。2.输入
11、电压一般为最低输入电压、额定输入电压、最高输入电压；3.对于上述三种输入电压下分别测试输出 0% 25% 50% 75% 100%负载5个点效率；4 分别计算以上测试条件的效率，然后计算 25% 50% 75% 100%负载的效率的平均值；5.输入与输出电压、电流的测量，应同时进行，开机 30分钟，待稳定后再记录有关数据。6.计算出输出功率值Po=Uo*lo ;输入功率Pi=Ui*li7.效率 n =(Po/Pi) X 100%8.此项在咼、低、常温都需测试。判定标准：稳定后效率超标： 严重问题5.7最大空载功耗 测试说明： 即电源在空载无输出功率时的输入功耗 测试方法：1 先如图1布置好测试
12、电路；2.在输入电压全范围内，输出不带载，记录输入电压 Ui及对应的输入电流Ii ；3计算出输入功率值 Pi=Ui*I i,取计算出来的最大值，即为最大输入空载功率；4.此项在咼、低、常温都需测试。判定标准：空载功耗超标： 严重问题5.8输出纹波与噪声 测试说明：直流输出电压上叠加的与开关管频率和 AC电源频率相同的交流成分。测试方框图：探头如图2放置，测试电路如图 3接线MOS0开关电源黑盒测试规范文件编号WI-RL-001文件版本A/ 1制定部门可靠性实验室实验室管理体系二级文件制定日期2010-5-27页 码第5 / 14页图3测试方法：1.先如图3布置好测试电路。2.全输入电压范围及各
13、种输出负载；3.测量端并联一个容量大于或等于 0.1卩F的高频电容和一个10uF的电解电容（电容的位置如图 3中所示）。4.对于测试纹波应把示波器 TIME/DIV调至4卩S左右，带宽设为20MHz，地线要去掉，采用探头上地直接靠 的方法，如图2所示；5 .峰-峰值噪声电压Vp-p测试1） 在输入电压、输出电流均为额定值时，用示波器测试并记录杂音电压（ M-p）值；2） 缓慢调节输出负载，在输出端的峰 -峰值杂音电压达到最大值记录下来；3） 将输入电压调节为最大值和最小值，负载在满载范围内变化时，测试并记录峰峰值的最大值；4） 取所有测试值中最大值作为峰-峰值杂音电压；6.此项在咼、低、常温都
14、需测试。判定标准： 纹波噪音超标：严重问题 纹波噪音震荡：如果幅值没有超标，则为讨论问题；如果幅值超标： 严重问题5.9容性负载特性测试说明：电源外接电容负载后，应能保证电源正常工作（包括正常开关机，输出过冲满足规格要求）。测试方框图：MOSO开关电源黑盒测试规范文件编号WI-RL-001文件版本A/ 1制定部门可靠性实验室实验室管理体系二级文件制定日期2010-5-27页 码第6 / 14页2.在输入电压全范围内、输出带最大容性负载；3 分别在最小载、半载、满载情况下测试开机和关机波形，波形不能有异常（即为必须是单调上升或下降）；4.此项在咼、低、常温都需测试。判定标准：容性负载不能起机：
15、严重问题开关机波形异常： 严重问题5.10输入电压范围测试说明：电源正常工作的输入电压范围，在该范围内电源应能带额定负载稳定工作，正常的开关机。测试方法：1.调整输入电压为最小输入电压，额定输入电压，最大输入电压，反复开关机，电源应能正常起机， 输出电压在规格要求的范围内。2.负载为最小负载、半载、最大负载、包括容性负载。3.此项在咼、低、常温都需测试。及判定标准：在规格书指定范围内不能开机：严重问题5.11启动冲击电流 测试说明：电源在上电时会产生很大的输入冲击电流，如果冲击电流过大，会对保险丝等元器件有很大的影响。测试方法：1.接线如图5所示。图52.最大输入电压，完全冷机状态下开机，观察
16、示波器上的冲击电流大小;MOSO开关电源黑盒测试规范文件编号WI-RL-001文件版本A/ 1制定部门可靠性实验室实验室管理体系二级文件制定日期2010-5-27页 码第7 / 14页判定标准：启动冲击电流超标： 严重问题5.12动态响应测试说明：输出负载在发生跳变时。输出电压的变化情况。测试方框图：按图3的测试电路接线，如果产品技术标准无特殊要求 C2不接。恢复时间冬 稳压精度带图6测试方法：1.如图1布置好测试电路，有关动态测试项目定义如上图 6;2.负载电流为标称值的 25%-50%- 25%FD 50%-75%- 50颊载跃迁，di/dt = 1A/10uS，若技术要求有 特殊要求，以
17、产品技术要求为准；3.全输入电压范围内4. 将示波器设为自动状态、交流耦合，把电子负载设为动态模式（在 25%与 50%额定电流之间阶跃或 在50%与 75%定电流之间阶跃），开启电源及电子负载，测量其瞬态过冲幅度及瞬态恢复时间；5. 将示波器设为自动状态、交流耦合，把电子负载设为动态模式（在空载 或小载 与满载额定电流之间阶跃），开启电源及电子负载，测量其瞬态过冲 幅度及瞬态恢复时间，此即为空满载负载动态响应；6.所测的有关动态项目定义如上图 6，瞬态过冲幅度的量测以过冲到最高点到恢复稳定后平台的中间为准，瞬态恢复时间的测量以超出稳压精度到恢复到稳压精度为测量准。7.此项在咼、低、常温都需测
18、试。判定标准：动态幅值或恢复时间超标： 严重问题测动态时电源保护： 严重问题动态时电源损坏： 致命问题5.13开关机过冲 测试说明：电源在开机或关机时，输出电压冲出额定电压的部分，与额定输出电压的比值。MOSO开关电源黑盒测试规范文件编号WI-RL-001文件版本A/ 1制定部门可靠性实验室实验室管理体系二级文件制定日期2010-5-27页 码第8 / 14页测试方法：1.如图3布置好测试电路2.输入电压全范围，输出各种负载，分别测试 C2 （大小由产品技术标准规定）接与不接的情况。3.包括输入开关机。4将数字示波器设置到正常捕获状态。 SLOPE为为上升沿,打开正向超调测量。5.然后开启电源
19、，开启瞬间，示波器即会捕捉到一过冲信号，分别在以上各种条件下开启几次（每种条件下开 启不少于三次）电源，取其中最大者，此即为开机过冲幅度。同时观测输出上升波形，要求线性上升。6.当电源在工作时 ，关闭电源，SLOPE为下降沿。示波器即会捕捉到输出电压下降信号，测量电压在下降之 前的过冲值，在各种条件下多关闭几次电源（每种条件下关闭不少于三次），取其中最大者，即为关机过冲幅度。同时观测输出下降波形，要求线性下降。7.当CC模式测试结果超出技术标准而 CR莫式加容性负载符合技术标准，则认为该项测试合格。8.此项在咼、低、常温都需测试。判定标准：开关机过冲超标： 严重问题5.14输出电压上升时间及下
20、降时间测试说明：测试电源在开关机时的上升及下降波形。测试方法：1.如图3布置好测试电路，如果产品技术标准无特殊要求 C2不接。2.输入电压全范围，电源输出各种负载。3. 将数字示波器设置到正常捕获状态。 SLOPE为上升沿。4.然后开启电源，开启瞬间，示波器即会捕捉到一输出信号，在以上各种条件下多次开启电源（每种条件下开启不少于三次），测量输出电压上升时间（即从稳态电压的 10%上升到90%寸所需时间）。5.当电源在工作时 ，将数字示波器设置到正常捕获状态， SLOPE为下降沿，关闭电源，示波器即会捕捉到输出电压下降信号，在各种条件下多关闭几次电源，测量输出电压跌落时间（即从稳态电压的 90%
21、下降到10%时所需时间）。6.此项在咼、低、常温都需测试。判定标准：输出电压上升或下降时间超标： 严重问题输出电压上升或下降时波形异常： 严重问题5.15开机延时（启动延时）测试说明：从给电源提供工作电压到电源开始产生稳定输出之时间即为开机延时。测试方框图：C1MOSO开关电源黑盒测试规范文件编号WI-RL-001文件版本A/ 1制定部门可靠性实验室实验室管理体系二级文件制定日期2010-5-27页 码第9 / 14页图7 C2测试方法：1.如图7布置好测试电路。2.电源输出为满载、半载、空载。3.电源工作电压为最小值、额定值、最大值。4将数字示波器调节到相应的设置，开启供电开关，即可捕捉到电
22、源输入信号及输出信号。5.从示波器上量测输入电压刚加到电源输入端时，到电源刚产生稳定输出电压时的间隔时间（一般到输出电压 的90%即可认为稳定输出了），即为开机延时。6.此项在咼、低、常温都需测试。判定标准：开机延时超标：严重问题5.16关机延时（保持时间） 测试说明：即在电源关断输入后，其稳定输出电压仍然维持在所规定范围内的时间。测试方法：1.如图7布置好测试电路，如果产品规格书无特殊要求 C2不接。2.输入电压为最小值、额定值、最大值。3.电源输出满载、半载、空载。4.将数字示波器设置到相应状态，开启供电开关，正常工作之后关断供电开关，自输入电压开始关 断，到稳定输出电压开始跌落出所要求的
23、范围，这段时间即为输出电压保持时间。5.此项在咼、低、常温都需测试。判定标准：关机延时超标：严重问题5.17输入过压、欠压及其恢复测试说明：输入过压及恢复即为当电源输入电压高于某一值时，电源即自行关断输出 ，而当输入电压回落到某一值时，电源又自行恢复输出。输入欠压及恢复即为当电源输入电压低于某一值时，电源即自行关断输出，而当输入电压调 高到某一值时，电源又自行恢复输出。测试方法：1.如图7布置好测试电路。2.电源输出为小载、半载、满载。3.相应的负载条件下让电源正常工作，慢慢调高供电电源的电压，直到电源输出关断，此时的输入 电压值即为输入过压点。4.接着慢慢往回调低输入电压，直到电源又恢复输出
24、，此时的输入电压即为输入过压恢复点。5.然后调低输入电压直到电源关断输出，此时的输入电压即为输入欠压点。6.接着再往回慢慢调高电压，直到电源恢复输出，此时的输入电压即为输入欠压恢复点。7.在以上过程中同时用示波器监视输出电压应不出现震荡。8.此项在咼、低、常温都需测试。判定标准：过压或欠压不保护： 严重问题过压或欠压点，或恢复点超标： 严重问题过压或欠压回差超标： 严重问题保护和恢复是输出波形异常： 严重问题保护后有重启动的现象： 严重问题5.18输出过压保护 测试说明：MOSO开关电源黑盒测试规范文件编号WI-RL-001文件版本A/ 1制定部门可靠性实验室实验室管理体系二级文件制定日期20
25、10-5-27页 码第10 / 14页当电源的输出电压由于内部或外部的原因增高到某一规定范围内的值时，电源的输出即自行关断 或不能够再升高。测试方法：1.如图3布置好测试电路。2.一般情况下，电源输出为小载、半载、满载。3.电源输入电压为最小值、额定值、最大值。4.让电源按相应条件工作。5.直接短路反馈光耦的Pin1和Pin2，用示波器观测过压保护点，并记录波形与数值；6.此项在咼、低、常温都需测试。判定标准：过压不保护：严重问题过压点偏高：严重问题5.19输出限流保护测试说明：即电源输出电流达到一定值时输出电压下降到 90%额定电压或关断时的电流值。测试方法：1.如图3连接好测试装置。2.输
26、入电压为最小值、额定值、最大值。3.开启电源，调节电子负载，使输出电流慢慢增大，直至电源进入保护状态。4.此时达到条件下的输出电流即为输出限流值。判定标准：限流不保护：严重问题限流点偏高：严重问题5.20输出短路保护测试说明：电源输出短路时，电源应进行保护状态，当短路状态去除时，电源应能恢复正常输出。测试方法：1.如图3布置好测试电路。2.全输入电压范围，短路状态应大于 2小时以上。3.让电源在要求的负载条件下工作。4.把输出正负极短路，短路时间要大于 2个小时以上，然后再断开，电源应有正常输出。5.先把正负极短路，然后再开启电源，短路去除后电源应该输出正常。6.此项在咼、低、常温都需测试。判
27、定标准：短路不保护：严重问题短路有啸叫：严重问题短路电源损坏： 致命问题5.21过温保护测试说明：电源在温度过高时会自动关掉输出。测试方框图：如图3布置好测试电路，并把温度计的温度探头用胶水粘到温度控制元件的本件上。测试说明：1.先布置好测试电路。2.让电源在额定负载、额定输入电压条件下工作。3.把温度计的温度线探头紧贴温控器件 ，升高电源的工作环境温度，直到电源的输出关断，记下此时温度MOSO开关电源黑盒测试规范文件编号WI-RL-001文件版本A/ 1制定部门可靠性实验室实验室管理体系二级文件制定日期2010-5-27页 码第11 / 14页计的温度值，此温度即为过温保护点 ；降低环境温度
28、，电源的输出需恢复正常，输出恢复时的温度值,即为过温保护恢复点；4.重复测试5次以上；判定标准：超出过温点不保护： 致命问题保护和恢复回差超标：严重问题5.22温度系数测试说明： 环境温度变化时输出电压的变化相对于整定值和温度的百分比 测试方框图：如图1布置好测试电路。测试方法：1.额定输入输出，全工作温度范围（常温、高温、低温）。2.在标称输入电压，额定负载的情况下，分别测出样品在规定的温度上、下限及常温时的输出电压值。按下面的 公式计算出温度系数.温度系数=MAX U-Uo | / Uo（T -To） X 100%式中，Uo： 25 C下设备的输出电压 V U:工作环境温度下被测试电源的输
29、出电压 VT：工作环境温度CTo： 25 C判定标准： 温度系数超标：严重问题5.23工作频率测试说明：电源PWM的开关频率，即为工作频率。测试方法：1.全输入电压范围、各种负载；2.如图3接好测试电路图，在额定输入输出，用示波器探头观测输出纹波频率 ，此即为开关工作频 率；或者测试开关管驱动的脉冲频率。判定标准：工作频率超标：一般问题5.24均流性能测试（对有均流电路的电源） 测试说明：测试电源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，电源在 50% 100%的标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标称值的土 5%,或者参考技术规格要求。测试方法：通过多个电源并联测试，电源输出端接一电流表或分流器。判断标准：均流性能不满足要求：严重问题。5.25并机测试（对使用在1+1备份的定制电源） 测试说明：1.测试电源并机工作时的均流性能，参考 5.24测试要求进行测
