电源测试全攻略(三):白盒测试
子瞬间带很大的负载而又不让模块回缩,测试这时的电压应力。具体可以根据实际的使用电路分析和测试分别模块的最大电压应力。
B、电流应力测试
测试功率器件载最恶劣条件下的Ids电流波形,确定最高工作电流和最大尖锋电流,具体的测试条件如下:
(1)输入电压最低电压,输出电压为最大,分别测试输出满载、限流、空载满载跳变、空载到限流(输出电压为50V左右)、空载到深度限流(输出电压小于40V),(所有的负载跳变条件为:跳变时间5ms,tr和tf为1A对应20us),空载到短路情况下,器件的电流应力。
(2)输入电压载最大电压和最小电压之间跳变(跳变时间为201ms),分别测试输出满载、限流、空载满载跳变、空载到限流(输出电压为50V左右)、空载到深度限流(输出电压小于40V),(所有的负载跳变条件为:跳变时间5ms,tr和tf为1A对应20us),空载到短路情况下,器件的电流应力。
具体可根据实际使用电路分析和测试,分别求出使用的最大额定电流。
C、温度应力
分别测试功率器件的最高温升,温升应该满足降额要求。测试最高温度下器件的壳温是最直接的判据;作为替代方式可以测试常温下的温升ΔT,则器件的最高温升为:
Tcasemax = Tenvmax +ΔT
Tjmax = Tcasemax + P*Rth
Tcasemax:最高壳温;Tenvmax:最高环境温度;Tjmax:最高结温;P:器件的功耗;Rth:从结到壳的热阻
测试时,温度测试必须在最高的环境温度下测试。
测试的条件为:输入温最低的输入电压,输出为最大功率(最高的输出电压,额定的输出电流)用多点温度测试仪测试各个功率器件的温升,同时打印温度曲线,直到温度曲线为平滑曲线为止(即温度已达到稳定)。
同时必须测试风扇损坏时,在最恶劣情况下的温度应力,也必须满足降额要求。
判断标准:
(1)对于电压应力,在各种条件下,满足测试的最大Vds小于器件的额定工作电压,合格;如果测试的最大Vds大于器件的额定工作电压,项目组能够出具体器件认证器件合格的《器件超额使用报告》,合格,否则不合格。
(2)对于电流应力,在各种条件下,满足测试的最大电流小于器件的额定工作电流,合格;如果测试的最大电流大于器件的额定工作电流,项目组能够出具体器件认证器件合格的《器件超额使用报告》,合格,否则不合格。
(3)对于温度应力,必须有15oC的降额,也就是说,在最高的环境温度下测试,器件的表面温度必须小于(器件的额定结温-15oC-P*Rth),一般P*Rth取15oC,符合上述说明,合格;否则不合格。
4 磁性器件的测试
测试说明:
电路中磁性元件主要在输入共模电感、PFC电感、变压器、滤波电感、输出共模电感、驱动变压器、谐振电感等处使用,起着EMI滤波及能量传递等作用,评价磁性元件应用是否恰当主要关注以下几个方面:
A、是否存在饱和现象
B、温升是否满足要求,磁性温升是因为铁损(涡流损耗、磁滞损耗)和铜损造成。
常用的磁性材料有:铁氧体、坡莫合金、非晶态合金等,根据其特性,分别应用在不同的场合。
正确的设计才能保证磁性元件应用的合理,由于随温度的变化磁心的特性有较大的变化,因此最恶劣的条件下的验证是必要的。
测试方法:
(1)输入和输出共模电感
一般不会存在饱和问题,其主要作用是实现EMI要求,同时有抑制输入的共模串扰的作用,其考虑主要是良好的绝缘,在要求频段内的电感量,分步电容小,温升满足要求。前三点由EMC测试保证,温升需要测试,测试常温下最大电流(铜耗最大)条件下的温升ΔT,以衡量设计的合理性。
(2)PFC电感
PFC电感在功率回路中起能量传递的作用,虽然一般PFC控制芯片具有限流作用,但是电感的饱和降引起严重温升和输入电流波形畸变,因此需测试最恶劣条件下的工作情况。
A、测试最低电压输入,最大功率输出时的PFC电感电流波形,电流波形不会出现非正常的上翘,即不会饱和(动态情况下,不作为磁性器件的要求,但其他器件的降额必须满足降额)。
B、降输入电压调整为在欠压点+5V(持续时间为200ms)、过压点-5V(持续时间为200ms)之间跳变,输出调整为最大线形负载时,测试PFC电感电流波形,电流波形不会出现非正常的上翘,即不会饱和。同时,需要在最低输入电压时分别测试输出满载、限流、空载满载跳变、空载到限流、空载到深度限流,电感电流的波形,判断是否能够满足要求。
C、在最低输入电压,最大输出功率情况下,测试常温下的温升ΔT,应满足温升要求。
D、在最低输入电压,最大输出功率情况下,测试最高工作温度下的温升ΔT,与常温比较无太大差异,且磁心温度不会超标。
(3)变压器
随电路拓扑不同,变压
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