關于開關電源測試規(guī)范探討

摘要：針對開關電源測試規(guī)范，本文對于輸入電壓影響輸出電壓的指標形式、負載對輸出電壓影響的指標形式、紋波電壓的指標形式、電氣安全要求、電磁兼容性等方面進行了分析和思考。

1 描述輸入電壓影響輸出電壓的幾個指標形式

⑴　穩(wěn)壓系數(shù)

① 絕對穩(wěn)壓系數(shù)K

表示負載不變時，穩(wěn)壓電源輸出直流電壓變化量△Uo與輸入電網(wǎng)電壓變化量△Ui之比，即K=△Uo/△Ui。

② 相對穩(wěn)壓系數(shù)S

表示負載不變時，穩(wěn)壓器輸出直流電壓Uo的相對變化量△Uo/Uo與輸入電網(wǎng)電壓Ui的相對變化量△Ui/Ui之比，即S=△Uo/Uo / △Ui/Ui。

⑵　電網(wǎng)調(diào)整率

表示輸入電網(wǎng)電壓由額定值變化 /-10%時，穩(wěn)壓電源輸出電壓的相對變化量，有時也以絕對值表示。

⑶ 電壓穩(wěn)定度

負載電流保持為額定范圍內(nèi)的任何值，輸入電壓在規(guī)定的范圍內(nèi)變化所引起的輸出電壓相對變化△Uo/Uo(百分值)，稱為穩(wěn)壓器的電壓穩(wěn)定度。

2 負載對輸出電壓影響的幾種指標形式

⑴ 負載調(diào)整率(也稱電流調(diào)整率)

在額定電網(wǎng)電壓下，負載電流從零變化到最大值時，輸出電壓的最大相對變化量，常用百分數(shù)表示，有時也用絕對變化量表示。

⑵　 輸出電阻(也稱等效內(nèi)阻或內(nèi)阻)

在額定電網(wǎng)電壓下，由于負載電流變化△IL引起輸出電壓變化△Uo，則輸出電阻為Ro=|△Uo/△IL|Ω。

3 紋波電壓的幾個指標形式

⑴ 最大紋波電壓

在額定輸出電壓和負載電流下，輸出電壓紋波(包括噪聲)的絕對值的大小，通常以峰值或有效值表示。

⑵ 紋波系數(shù)Y(%)

在額定負載電流下，輸出紋波電壓的有效值Urms與輸出直流電壓Uo之比，即Y=Umrs/Uo x100%。

⑶ 紋波電壓抑制比

在規(guī)定的紋波頻率(例如50HZ)下，輸入電壓中的紋波電壓Ui~與輸出電壓中的紋波電壓Uo~之比，即：紋波電壓抑制比=Ui~/Uo~ 。

⑴ 電源結構的安全要求

① 空間要求

UL、CSA、VDE安全規(guī)范強調(diào)了在帶電部分之間和帶電部分與非帶電金屬部分之間的表面、空間的距離要求。UL、CSA要求：極間電壓大于等于250VAC的高壓導體之間，以及高壓導體與非帶電金屬部分之間(這里不包括導線間)，無論在表面間還是在空間，均應有0.1吋的距離；VDE要求交流線之間有3mm的徐變或2mm的凈空間隙；IEC要求：交流線間有3mm的凈空間隙及在交流線與接地導體間的4mm的凈空間隙。另外，VDE、IEC要求在電源的輸出和輸入之間，至少有8mm的空間間距。

② 電介質(zhì)實驗測試方法

打高壓：輸入與輸出、輸入和地、輸入AC兩級之間。

③ 漏電流測量

漏電流是流經(jīng)輸入側地線的電流，在開關電源中主要是通過靜噪濾波器的旁路電容器泄露電流。UL、CSA均要求暴露的不帶電的金屬部分均應與大地相接，漏電流測量是通過將這些部分與大地之間接一個1.5KΩ的電阻，其漏電流應該不大于5毫mA。VDE允許用1.5KΩ的電阻與150nPF電容并接，并施加1.06倍額定使用電壓，對數(shù)據(jù)處理設備，漏電流應不大于3.5mA，一般是1mA左右。

④ 絕緣電阻測試

VDE要求：輸入和低電壓輸出電路之間應有7MΩ的電阻，在可接觸到的金屬部分和輸入之間，應有2MΩ的電阻或加500V直流電壓持續(xù)1min。

⑤ 印制電路板

要求使用UL認證的94V-2材料或更好的材料。

⑵ 對電源變壓器結構的安全要求

① 變壓器的絕緣

變壓器的繞組使用的銅線應為漆包線，其他金屬部分應涂有瓷、漆等絕緣物質(zhì)。

② 變壓器的介電強度

在實驗中不應出現(xiàn)絕緣層破裂和飛弧現(xiàn)象。

③ 變壓器的絕緣電阻

變壓器繞組間的絕緣電阻至少為10MΩ，在繞組與磁心、骨架、屏蔽層間施加500伏直流電壓，持續(xù)1min，不應出現(xiàn)擊穿、飛弧現(xiàn)象。

④ 變壓器濕度電阻

變壓器必須在放置于潮濕的環(huán)境之后，立即進行絕緣電阻和介電強度實驗，并滿足要求。潮濕環(huán)境一般是：相對濕度為92%(公差為2%)，溫度穩(wěn)定在20℃到30℃之間，誤差允許1%，需在內(nèi)放置至少48h之后，立即進行上述實驗。此時變壓器的本身溫度不應該較進入潮濕環(huán)境之前測試高出4℃。

⑤ VDE關于變壓器溫度特性的要求。

⑥ UL、CSA關于變壓器溫度特性的要求。

5 電磁兼容性試驗

電磁兼容性是指設備或系統(tǒng)在共同的電磁環(huán)境中能正常工作且不對該環(huán)境中任何事物構成不能承受的電磁干擾的能力。

電磁干擾波一般有兩種傳播途徑,要按各個途徑進行*價。一種是以波長較長的頻帶向電源線傳播,給發(fā)射區(qū)以干擾的途徑,一般在30MHz以下。這種波長較長的頻率在附屬于電子設備的電源線的長度范圍內(nèi)還不滿1個波長，其輻射到空間的量也很少，由此可掌握發(fā)生于電源線上的電壓，進而可充分*估干擾的大小，這種噪聲叫做傳導噪聲。

當頻率達到30MHz以上，波長也會隨之變短。這時如果只對發(fā)生于電源線的噪聲源電壓進行*價，就與實際干擾不符。因此，采用了通過直接測定傳播到空間的干擾波*價噪聲大小的方法，該噪聲就叫做輻射噪聲。測定輻射噪聲的方法有按電場強度對傳播空間的干擾波進行直接測定的方法和測定泄露到電源線上的功率的方法。

電磁兼容性試驗包括以下試驗內(nèi)容：

① 磁場敏感度

(抗擾性)設備、分系統(tǒng)或系統(tǒng)暴露在電磁輻射下不希望有的響應程度。敏感度電平越小，敏感性越高，抗擾性越差。包括固定頻率、峰峰值的磁場測試。

② 靜電放電敏感度

具有不同靜電電位的物體相互靠近或直接接觸引起的電荷轉(zhuǎn)移。300PF電容充電到-15000V，通過500Ω電阻放電。可超差，但放完后要正常。測試后，數(shù)據(jù)傳遞、儲存不能丟。

③ 電源瞬態(tài)敏感度

包括尖峰信號敏感度(0.5μs、10μs 2倍)、電壓瞬態(tài)敏感度(10%-30%，30S恢復)、頻率瞬態(tài)敏感度(5%-10%，30S恢復)。

④ 輻射敏感度

對造成設備降級的輻射干擾場的度量。(14kHz-1GHz，電場強度為1V/M)。

⑤ 傳導敏感度

當引起設備不希望有的響應或造成其性能降級時，對在電源、控制或信號線上的干擾信號或電壓的度量。(30Hz-50kHz/3V，50kHz -400MHz/1V)。

⑥ 非工作狀態(tài)磁場干擾

包裝箱4.6m, 磁通密度小于0.525μT；0.9m，0.525μT。

⑦ 工作狀態(tài)磁場干擾

上、下、左、右交流磁通密度小于0.5mT。

⑧ 傳導干擾

沿著導體傳播的干擾。10kHz-30MHz,60(48)dBμV。

⑨ 輻射干擾

通過空間以電磁波形式傳播的電磁干擾。10kHz-1000MHz, 30 屏蔽室60(54)μV/m。